DE19548799A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ansteuern eines zwischen Antriebseinheit und einem Getriebe wirksamen Drehmomentübertragungssystems - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Ansteuern eines zwischen Antriebseinheit und einem Getriebe wirksamen DrehmomentübertragungssystemsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Drehmoment
übertragungssystems, wie einer Kupplung oder Reibungskupplung, Magnet
pulverkupplung oder Wandlerüberbrückungskupplung mit einem Getriebe mit
einer Schaltkulisse und einem zum Schalten des Getriebes vorhandenen
Betätigungsmittel und einem mit dem Betätigungsmittel verbundenen
getriebeseitigen Stellmittel, auf einer zentralen Steuereinheit, welche
Systemgrößen und Meßsignale von Sensoren erfaßt und verarbeitet und in
Abhängigkeit des Betriebspunktes die Ansteuerung des Drehmomentüber
tragungssystemes mittels eines Aktors steuert oder regelt.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung eines Drehmo
mentübertragungssystemes mittels einer Steuereinheit und Stellgliedern.
Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Erkennung und/oder
Ermittlung und/oder Auswertung von Positionen oder Bewegungen von
Stellmitteln und/oder Betätigungsmitteln, wie z. B. von Schalthebeln oder
Schaltwellen zum Schalten eines Getriebes oder einer entsprechenden Ein
richtung, welche zur Durchführung des ebenfalls erfindungsgemäßen Ver
fahrens zum Steuern oder Regeln einer automatisierten Reibungskupplung
verwendet werden.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung sowie
ein Verfahren der vorerwähnten Art zu schaffen, mit welchen aufgrund einer
optimalen und/oder frühzeitigen Schaltabsichtserkennung und/oder Gang
erkennung ein verbesserter Betrieb einer automatisierten Kupplung, wie
Reibungskupplung, erreicht wird.
Der Erfindung lag weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Gang- und/oder Schaltabsichtserkennung zu schaffen, welche
aufgrund eines reduzierten Teileumfanges und der ausgewählten Teile, die
Kosten des Systems reduzieren und die Montage vereinfachen. Weiterhin lag
der Erfindung zugrunde, eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren zu
vereinfachen.
Weiterhin lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bessere Redundanz
bezüglich der Sensoren zur Gang- und Schaltabsichtserkennung zu schaffen,
damit im Falle eines möglichen Defektes oder einer sonstigen Beeinträchti
gung eines Sensors die noch funktionstüchtigen Sensoren zumindest
teilweise den Funktionsumfang des beeinträchtigten Sensors übernehmen
kann oder, um bei einer Beeinträchtigung eines Sensors Notlaufeigenschaften
zu gewährleisten.
Bei Verfahren bzw. Einrichtungen der oben genannten Art ist nach den US-PS
41 44 424, 41 83 424, 36 31 946, 37 41 035, 50 38 901 und 37 23 642
bekannt, daß zur Schaltabsichtserkennung, und somit zur Erkennung einer
beabsichtigten Bewegung eines Gangschalthebels oder eines Betätigungs
mittels, Schalter eingesetzt werden, die bei einer Krafteinwirkung auf den
Schalthebel, welche zu dessen Bewegung notwendig ist, ein Signal an ein
nachgeschaltetes Steuersystem weiterleiten. Ebenfalls aus den oben
genannten US-PS ist bekannt, daß zur Gangerkennung oder zur Lageerken
nung eines Gangschalthebels oder Betätigungsmittels Schalter eingesetzt
werden, die in den jeweiligen Endpositionen einer Schalterstellung geschaltet
werden. Nach den oben genannten US-PS ist ebenfalls bekannt, daß
Potentiometer zur Erkennung einer Endposition eines Betätigungsmittels, wie
Gangwahlhebel, benutzt werden.
Nach der WO-OS 91 11 638 ist weiterhin eine Vorrichtung bekannt
geworden, bei welcher ein Gangpositionssensor zur Unterscheidung von
Gruppen von Gangpositionen verwendet wird.
Der Erfindung lag weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu
schaffen, mit welcher die Gangposition, sowie im wesentlichen der gesamte
Schaltvorgang, zu jedem Zeitpunkt detektiert und verarbeitet werden kann.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei der eingangs erwähnten Vorrichtung
und dem eingangs erwähnten Verfahren dadurch gelöst, daß zumindest ein
Sensor direkt oder indirekt mit dem Betätigungsmittel, wie Gangwahlhebel,
und zumindest ein Sensor direkt oder aber indirekt am getriebeseitigen Stell
mittel, wie zentrale Schaltwelle, verbunden, angeordnet oder angelenkt ist,
welche die Position von Betätigungs- und Stellmittel überwachen und der
zumindest einen am Betätigungsmittel angelenkte Sensor zumindest eine
räumliche Dimension des Weges, wie beispielsweise Schalt- oder Wählweg,
des Betätigungsmittels erfaßt und zumindest ein Übertragungsmittel die
zweidimensionale Bewegung des Stellmittels in Richtung des Schalt- und
Wählweges in eine eindimensionale Bewegung zumindest eines beweglichen
Mittels transformiert und der zumindest eine über das Übertragungsmittel mit
dem Stellmittel verbundene Sensor die eindimensionale Bewegung des be
weglichen Mittels als Funktion der Stellmittelbewegung erfaßt.
Durch die lokale Trennung von zumindest zwei Sensoren, wie beispielsweise
Wegsensoren, für die Erfassung der Betätigungsmittelposition und der Stell
mittelposition kann bei einem System mit "weicher" Verbindung zwischen
dem Betätigungsmittel und dem Stellmittel, wie mit weichen Verbindungs
mittel zwischen dem Betätigungsmittel und dem Stellmittel, erreicht werden,
eine verbesserte Funktion der oben genannten Vorrichtungen erzielt wird und
die obigen Aufgaben gelöst werden.
Bei einer Verbindung zwischen Betätigungsmittel und Stellmittel, wie
zwischen Schalthebel und zentraler Schaltwelle des Getriebes, welche ein
elastisches Verhalten zeigt, folgt die Bewegung des Stellmittels nicht
instantan der Bewegung des Betätigungsmittels, da die elastischen Bereiche
im Verbindungsweg unter einer Kraftbeaufschlagung gestaucht oder gedehnt
werden.
Das Betätigungsmittel kann nach dieser Definition nicht nur aus dem
Gangwahlhebel bestehen, sondern kann die Verbindung von dem Gangwahl
hebel bis zu der "weichen" Verbindung oder dem elastischen Bereich zum
Stellmittel ebenfalls umfassen. Das Betätigungsmittel kann somit durch die
"weiche" Verbindung bzw. den elastischen Bereich mit dem Stellmittel ver
bunden sein.
Mit dem zumindest einen Sensor für Detektion am Betätigungsmittel, der an
dem Betätigungsmittel verbunden oder angelenkt ist oder mit diesem in
Wirkverbindung steht, können sehr schnelle Bewegungen des Betätigungs
mittels direkt erfaßt werden, ohne daß eine zeitliche Verzögerung oder eine
Ortsunschärfe aufgrund von Federungs- oder Dämpfungselementen auftreten
kann. Das Signal des zumindest einen Sensors am Betätigungsmittel eignet
sich somit sehr gut für die frühzeitige Beobachtung bzw. Detektierung einer
Schaltabsicht, da bei einer Schaltabsicht das Betätigungsmittel bewegt wird,
um einen Gangwechsel vorzunehmen. Die Anlenkung oder Verbindung des
Sensors oder die Wirkverbindung des Sensors kann auch bei einem berüh
rungslosen Sensor erfolgen, auch wenn in diesem Fall keine direkte Ver
bindung entsteht.
Im weiteren kann unter einer Anlenkung auch eine Verbindung bzw.
Wirkverbindung angesehen werden.
Die Anlenkung zumindest eines Sensors, wie beispielsweise Wegsensors, an
dem Stellmittel, welches beispielsweise direkt mit den Schiebemuffen des
Getriebes in Verbindung steht, eignet sich insbesondere für eine Detektion
der Position, Geschwindigkeit oder Beschleunigung des Stellmittels zur
Gangerkennung, d. h. zur Detektion der aktuellen Getriebeeinstellung oder der
aktuellen Getriebeübersetzung.
Aufgrund der Anlenkung von zumindest einem Sensor am Betätigungsmittel
und von zumindest einem Sensor am Stellmittel oder an einem mit dem
Stellmittel verbundenen Übertragungsmittel kann bei Ausfall oder Defekt
beispielsweise eines Sensors, ein anderer Sensor dazu verwendet werden, die
Aufgaben des defekten oder ausgefallenen Sensors zumindest insoweit zu
übernehmen, daß zumindest Notlaufeigenschaften gewährleistet werden
können. Die Übernahme der Aufgabe bedeutet, daß die Signale die ent
sprechende Ortsinformationen bezüglich der Stellmittel oder Betätigungsmittel
enthalten.
Die Aufgabe ist auch dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung zum Steuern
oder Regeln eines Drehmomentübertragungssystems, wie Kupplung, mit
einem Getriebe und einer Schaltkulisse, welche im wesentlichen zweidimen
sional ausgebildet sein kann, und mit einem zur Betätigung oder Schaltung
des Getriebes vorhandenen Betätigungsmittel und einem mit dem Betäti
gungsmittel verbundenen getriebeseitigen Stellmittel, mit einer zentralen Steuer-
oder Rechnereinheit, wie elektronischen Computereinheit, welche Meßsigna
le und Systemgrößen von Sensoren, wie beispielsweise Wegsensoren, erfaßt
und verarbeitet und die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems
steuert oder regelt, zumindest ein Sensor direkt oder indirekt am Betätigungs
mittel und zumindest ein Sensor am getriebeseitigen Stellmittel angelenkt
und/oder angeordnet ist oder die Position und/oder die Bewegung von Betäti
gungs- und/oder Stellmittel überwacht und der am Betätigungsmittel ange
lenkte und/oder angeordnete Sensor zumindest eine räumliche Dimension
des Weges, wie Schaltweg oder Wählweg, der Bewegung des Betätigungs
mittels überwacht und ein Übertragungsmittel die zweidimensionale
Bewegung des Stellmittels in Richtung des Schalt- und/oder Wählweges in
eine eindimensionale Bewegung eines beweglichen Mittels transformiert und
der zumindest eine, über das Übertragungsmittel am Stellmittel angelenkte
und/oder angeordnete Sensor die eindimensionale Bewegung des be
weglichen Mittels als Funktion der Stellmittelbewegung überwacht.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn jeweils zumindest ein Sensor direkt
oder indirekt am Betätigungsmittel und/oder am getriebeseitigen Stellmittel
angelenkt ist und die Position und/oder die Geschwindigkeit und/oder die Be
schleunigung und/oder die Bewegung von Betätigungs- und/oder Stellmittel
überwacht und der am Betätigungsmittel angelenkte Sensor eine räumliche
Dimension des Weges, wie Schaltweg oder Wählweg, der Position und/oder
Bewegung des Betätigungsmittels überwacht und ein Übertragungsmittel die
zweidimensionale Bewegung des Stellmittels in Richtung des Schalt- und/oder
Wählweges in eine eindimensionale Bewegung eines beweglichen Mittels
transformiert und der über das Übertragungsmittel am Stellmittel angelenkte
Sensor die eindimensionale Bewegung und/oder die Position des beweglichen
Mittels als Funktion der Stellmittelbewegung und/oder Position überwacht.
Weiterhin kann nach dem erfinderischen Gedanken eine Vorrichtung zum
Steuern oder Regeln eines Drehmomentübertragungssystems, wie automati
sierte Kupplung, mit einem zur Betätigung oder Schaltung eines Getriebes
vorhandenen Betätigungsmittel und einem mit dem Betätigungsmittel ver
bundenen getriebeseitigen Stellmittel, mit einer zentralen Steuer- oder Rech
nereinheit, welche Meßsignale von Sensoren, wie beispielsweise Weg- oder
Geschwindigkeits- oder Beschleunigungssensoren, erfaßt und verarbeitet und
die Ansteuerung des Drehmomentübertragungssystems steuert oder regelt,
eingesetzt werden, bei welchem zumindest ein Sensor die Position und/oder
die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Betätigungsmittels
und/oder die Position und/oder die Geschwindigkeit und/oder die Beschleuni
gung des Stellmittels direkt und/oder indirekt detektiert und zumindest ein
Signal eines Sensors zur Durchführung einer Gangerkennung und/oder einer
Schaltabsichtserkennung verwendet wird.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn zumindest ein Sensor direkt oder
indirekt die Position oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung des
Betätigungsmittels oder des Stellmittels überwacht.
Nach dem erfinderischen Gedanken kann es zweckmäßig sein, wenn die
Steuereinheit die Sensorsignale zeitabhängig erfaßt und verarbeitet. Ebenso
kann es vorteilhaft sein, wenn zeitliche Ableitungen von Sensorsignalen
berechnet werden, wie beispielsweise Geschwindigkeits- oder Beschleuni
gungssignale. Diese zeitlichen Ableitungen können von der Steuereinheit
beispielsweise mittel numerischer Verfahren durchgeführt werden.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Positions-, Geschwindigkeits-
oder Beschleunigungssignale des Betätigungsmittelsensors und des Stell
mittelsensors zur Durchführung einer Gangerkennung oder eine Schalt
absichtserkennung verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn von der Steuereinheit mittels der
Sensorsignale erkannt wird, daß eine Betätigung des Betätigungsmittels zum
Gangwechsel erfolgt und in einem solchen Betriebszustand das Drehmoment
übertragungssystem zum Ausrücken angesteuert wird oder das Drehmoment
übertragungssystem mittels des Stellgliedes ausgerückt wird, so daß eine
Unterbrechung der Drehmomentübertragung erfolgt.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuereinheit in im wesentli
chen jedem Zeitpunkt die aktuelle Position des Stellmittels ermittelt.
Dadurch kann die aktuelle Gangposition oder die Bewegung in Richtung auf
eine Gangposition zu jeder Zeit detektiert werden.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn ein Sensor die Position des
Betätigungsmittels detektiert und zwei Sensoren die Position des Stellmittels
detektieren, wobei zumindest ein Sensor an dem Stellmittel derart direkt oder
indirekt angelenkt ist, daß eine zweidimensionale Bewegung des Stellmittels
in eine eindimensionale Bewegung eines Sensorelementes transformiert wird.
Weiterhin kann es für eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorteilhaft sein,
wenn ein Sensor die Position des Betätigungsmittels detektiert und zwei
Sensoren die Position des Stellmittels detektieren, wobei jeder Sensor eine
eindimensionale Bewegung des Stellmittels detektiert.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn ein Sensor die Position des
Betätigungsmittels und zwei Sensoren direkt oder indirekt die Position des
Stellmittels detektieren und aus dem Weg-Zeit-Verhalten der detektierten
Positionen Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen mittels der Steuer
einheit ermittelt werden und für eine Gangerkennung oder Schaltabsichts
erkennung verwendet werden.
Im wesentlichen kann es zweckmäßig sein, wenn der eine Sensor, wie
Betätigungsmittelsensor, welcher direkt oder indirekt am Betätigungsmittel
angelenkt ist, und die Position des Betätigungsmittels überwacht, die Position
des Betätigungsmittels entlang des Schalt- oder des Wählweges detektiert
und die zentrale Steuereinheit mit Hilfe des Weg-Zeit-Signals des Betätigungs
mittelssensors zusätzlich zu dem Positionssignal auch Geschwindigkeits- oder
Beschleunigungssignale oder gefilterte Signale ermittelt und zumindest eines
dieser Signale zur Gangerkennung oder zur Schaltabsichtserkennung
verwendet.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Position des getriebeseitigen
Stellmittels in dem wesentlichen zweidimensionalen Schaltkulisse auf die
Position eines eindimensional bewegbaren Mittels transformiert wird und die
Position dieses eindimensional bewegbaren Mittels mit Hilfe des direkt oder
indirekt angelenkten Stellmittelsensors detektiert wird und die Steuereinheit
die Position des eindimensional bewegbaren Mittels als Funktion der Position
des Stellmittels ermittelt.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn ein Sensor die Position des
Betätigungsmittels und zwei Sensoren die Position des Stellmittels detektie
ren und aus dem Weg-Zeit-Verhalten der detektierten Positionen die
Bewegungen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen mittels der
Steuereinheit bestimmt werden.
Vorteilhaft kann es sein, wenn zumindest ein Sensor, wie Betätigungsmittel
sensor, welcher direkt oder indirekt am Betätigungsmittel angelenkt und/oder
angeordnet ist und/oder die Position und/oder die Bewegung des Betätigungs
mittels überwacht, die Position und/oder die Bewegung des Betätigungs
mittels entlang des Schalt- und/oder des Wählweges detektiert und die
zentrale Steuer- oder Rechnereinheit mit Hilfe des Weg-Zeit-Signales des
Betätigungsmittelwegsensors zusätzlich zu der Position des Betätigungs
mittels auch die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Betäti
gungsmittels ermittelt und/oder bestimmt und zumindest eines dieser Signale
zur Gangerkennung und/oder zur Schaltabsichtserkennung verwendet wird.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn ein Sensor die Position und/oder die
Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Betätigungsmittels und ein
Sensor die Position und/oder die Geschwindigkeit und/oder die Beschleu
nigung des Stellmittels direkt und/oder indirekt detektiert und/oder überwacht
und zur Durchführung einer Gangerkennung und/oder einer Schaltabsichts
erkennung verwendet.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Position des getriebeseitigen
Stellmittels in der im wesentlichen zweidimensionalen Schaltkulisse auf die
Lage oder Position eines eindimensional bewegbaren Mittels zurückgeführt
oder transformiert wird und die Position dieses eindimensional bewegbaren Mittels
mit Hilfe des getriebeseitig direkt oder indirekt angelenkten und/oder an
geordneten Stellmittelwegsensors detektiert wird und die Steuer- oder Rech
nereinheit die Position des eindimensional bewegbaren Mittels und/oder die
Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des eindimensional beweg
baren Mittels als Funktion der Position und/oder der Bewegung des Stell
mittels ermittelt oder bestimmt wird.
Weiterhin kann es bei einer Vorrichtung zur Detektion und/oder Ermittlung
von Positionen und/oder Bewegungen von beweglichen Teilen, wie Betäti
gungsmittel oder Stellmittel, zur Betätigung, Steuerung und/oder Regelung
eines Fahrzeuges mit einem Drehmomentübertragungssystem, wie automati
sierte Kupplung, vorteilhaft sein, wenn ein Betätigungsmittel zur Gangwahl
eines Getriebes vorgesehen ist, ein Stellmittel zum Einstellen der Getriebe
übersetzung getriebeseitig vorgesehen ist und das Betätigungsmittel mit dem
Stellmittel wirkverbunden ist, eine zentrale Steuer- oder Rechnereinheit
Meßsignale und Systemeingangsgrößen von Sensoren erfaßt und verarbeitet
und ein Aktor zur Ansteuerung oder Kupplung von der Steuereinheit
angesteuert wird und ein Sensor direkt oder indirekt mit dem Betätigungs
mittel in Verbindung steht oder an diesem angelenkt oder angeordnet ist und
die Position, die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung des Betäti
gungsmittels entlang eines im wesentlichen eindimensionalen Weges, wie Schalt-
oder Wählweg, detektiert und zumindest ein Übertragungsmittel die Position,
die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung des Stellmittels entlang eines im
wesentlichen zweidimensionalen Weges des Stellmittels in eine Position,
Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines im wesentlichen eindimensional
bewegbaren Mittels entlang eines im wesentlichen eindimensionalen Weges
transformiert und zumindest ein Sensor die Position, die Bewegung, die
Geschwindigkeit oder die Beschleunigung des im wesentlichen eindimensional
bewegbaren Mittels überwacht und die Steuereinheit mittels einer Aus
wertung der Sensorsignale eine Gangerkennung und eine Schaltabsichts
erkennung durchführt.
Zweckmäßig kann es bei der Ausgestaltung der Erfindung sein, wenn das
zumindest eine Übertragungsmittel eine im wesentlichen zweidimensionale
Bewegung des Stellmittels in eine im wesentlichen eindimensionale Bewe
gung eines beweglichen Mittels transformiert und zumindest ein Sensor die
im wesentlichen eindimensionale Bewegung des beweglichen Mittels als
Funktion der Stellmittelbewegung detektiert.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn das zumindest eine Übertragungs
mittel eine im wesentlichen zweidimensionale translatorisch-rotatorische
Bewegung des Stellmittels in eine im wesentlichen eindimensionale rotatori
sche Bewegung eines beweglichen Mittels transformiert und zumindest ein
Sensor diese Bewegung detektiert.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das zumindest eine Übertragungs
mittel eine im wesentlichen zweidimensionale translatorisch-rotatorische
Bewegung des Stellmittels in eine im wesentlichen eindimensionale trans
latorische Bewegung eines beweglichen Mittels transformiert und zumindest
ein Sensor diese Bewegung detektiert.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn das zumindest eine Übertragungsmittel eine
im wesentlichen zweidimensionale translatorische Bewegung des Stellmittels
in eine im wesentlichen eindimensionale rotatorische Bewegung eines
beweglichen Mittels transformiert und zumindest ein Sensor diese Bewegung
detektiert.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn das zumindest eine Übertragungs
mittel eine im wesentlichen zweidimensionale translatorische Bewegung des
Stellmittels in eine im wesentlichen eindimensionale translatorische Bewe
gung eines beweglichen Mittels transformiert und zumindest ein Sensor diese
Bewegung detektiert.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das zumindest eine Übertragungs
mittel eine im wesentlichen zweidimensionale rotatorische Bewegung des
Stellmittels in eine im wesentlichen eindimensionale rotatorische oder
translatorische Bewegung eines beweglichen Mittels transformiert und
zumindest ein Sensor diese Bewegung detektiert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung kann in zweckmäßiger Art und und
Weise dadurch ausgestaltet sein, daß das Übertragungsmittel mittels einer
Kurvenscheibe oder einem Nocken und einem sich daran anlehnenden
Element gebildet wird.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn das Übertragungsmittel mittels
zumindest eines Verbindungsmittels, wie Gestänge oder Bowdenzug, mit
zumindest einem Universal-, Kardan- oder Kugelgelenk gebildet wird. Dabei
ist das Verbindungsmittel zwischen dem Betätigungsmittel oder dem
Stellmittel und zumindest einem Sensor gelenkig verbunden. Entsprechend
kann zwischen einem Sensor und dem Betätigungsmittel oder dem Stellmittel
ein Gestänge oder ein Bowdenzug vorgesehen sein, welches beidseitig mit
Kugelgelenken oder Universalgelenken oder Kardangelenken bewegbar
angeordnet ist, um eine Bewegung zu übertragen.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn ein Sensor über eine Kurbel
schleife mit einem Stellmittel oder einem Betätigungsmittel wirkungsmäßig
verbunden ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann es zweckmäßig
sein, wenn ein Sensor über eine Geradführung oder Zwangsführung mit
einem Stellmittel oder Betätigungsmittel wirkungsmäßig verbunden ist.
Entsprechend kann es vorteilhaft sein, wenn an dem Betätigungsmittel, wie
Schalthebel, ein Sensor über ein Gestänge angeordnet ist und zwischen
Sensor und Gestänge sowie zwischen Gestänge und dem Betätigungsmittel
ein Gelenk vorgesehen ist, welches eine Relativbewegung der einzelnen
Elemente erlaubt. Entsprechend ist es vorteilhaft, wenn das Gestänge
sensorseitig mittels eines Kugel- oder Universalgelenkes oder Kardangelenkes
und schalthebelseitig mittels eines Kugels- oder Universalgelenkes oder
vorzugsweise Kardangelenkes angelenkt ist.
Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das mit
dem Stellmittel verbundene Übertragungsmittel einen Anlagebereich auf, an
welchem ein bewegliches Mittel zur Anlage kommt, wobei das bewegliche
Mittel mit zumindest einem Sensor wirkverbunden ist und die Position des be
weglichen Mittels detektiert.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das an dem Anlagebereich des Über
tragungsmittels zur Anlage kommende bewegliche Mittel mit einem
elastischen Mittel gegen den Anlagebereich beaufschlagt wird. Es ist
zweckmäßig, wenn dieses elastische Mittel eine Feder ist, wie eine Schrau
benfeder, Spiralfeder, Blattfeder oder ein elastisches Medium aus Plastikmate
rial oder aus polymerem Material oder Kunststoff.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn das Übertragungsmittel einen mit
dem Stellmittel verbundenen Bereich aufweist, welcher mit einem be
weglichen Mittel formschlüssig verbunden ist und das bewegliche Mittel mit
einem Sensor in Wirkverbindung steht.
Einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der mit dem
Stellmittel in Verbindung stehende Anlagebereich eine Kurvenscheibe oder ein
Nockenteil. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn der mit dem Stellmittel
in Verbindung stehende Anlagebereich eine im wesentlichen zweidimensiona
le Kurvenscheibe ist oder ein im wesentlichen dreidimensionales Nockenteil
ist. Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn die Kurvenscheibe oder das
Nockenteil eine Fläche als Anlagebereich aufweist. Besonders zweckmäßig
kann es sein, wenn der Anlagebereich eine gekrümmte Fläche ist oder eine
geneigte Ebene ist. Weiterhin kann der Anlagebereich aus einer Mehrzahl von
Teilflächen zusammengesetzt sein.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn der Anlagebereich aus einer
Mehrzahl von Teilflächen gebildet wird und zwischen den Teilflächen ein
gleichmäßiger, wie kontinuierlicher oder stetiger Übergang vorhanden ist.
Nach dem erfinderischen Gedanken kann es weiterhin zweckmäßig sein, eine
Vorrichtung mit zumindest einem Gangpositionssensor zur Detektion der
aktuellen Gangstellung oder des aktuellen Übersetzungsverhältnisses von
einer Mehrzahl von Gängen oder Übersetzungsverhältnissen zu verwenden,
wobei der zumindest eine Sensor ein detektierendes Mittel umfaßt und ein
damit zusammenwirkendes Mittel, wobei zumindest eines dieser Mittel relativ
zu dem anderen Mittel bewegbar ist, in einer ersten Richtung und in eine
zweite Richtung, die zumindest im wesentlichen senkrecht zu der ersten
Richtung ausgerichtet ist, wobei jede Gangposition eine Position dieser Mittel
zugeordnet ist, das Zusammenwirken zwischen den Mitteln ermöglicht es
dem messenden Mittel ein Signal zur Verfügung zu stellen, welches anzeigt,
welche Gangposition eingelegt ist oder wo sich das Stellmittel in der
Schaltkulisse befindet, das eine dieser Mittel umfaßt eine Kurvenscheibe, ein
Nockenteil oder eine Verbindung mit Gelenken zum Zusammenwirken mit
einem Teil des anderen Mittels, wobei das eine Mittel mit dem Stellmittel
verbunden ist.
Weiterhin kann es besonders zweckmäßig sein, wenn die Kurvenscheibe eine
zwei- oder dreidimensionale Kurvenscheibe, wie Nockenteil, ist.
Im wesentlichen kann es zweckmäßig sein, wenn die Kurvenscheibe oder das
Nockenteil durch miteinander verbundene Oberflächenbereiche gebildet ist,
wobei die Oberflächenbereiche als Anlagebereiche wirken.
Zweckmäßig kann es insbesondere sein, wenn die Kurvenscheibe oder das
Nockenteil eine kontinuierliche Oberfläche aufweist.
Besonders vorteilhaft für eine Ausführungsform der Erfindung kann es sein,
wenn ein Verbindungsmittel zwischen dem Betätigungsmittel oder dem
Stellmittel und zumindest einem Sensor als Gestänge, Bowdenzug oder
Seilzug, ausgestaltet ist. Unter dem allgemeinen Begriff Gestänge kann eine
auch andersartig ausgeführte mechanische Verbindung, wie beispielsweise
hydraulische Verbindung, verstanden werden.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn das Verbindungsmittel zwischen einem
Sensor und einem Betätigungsmittel über zumindest ein bewegbares Gelenk,
wie Kugelgelenk, Kardangelenk oder Universalgelenk, verbunden ist.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn zumindest ein Sensor mittels einer
Kurbelschleife oder Geradführung oder Zwangsführung an einem Stellmittel
oder Betätigungsmittel direkt oder indirekt angelenkt ist.
Nach einem weiteren erfindungsgemäßen Gedanken kann es bei einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung zweckmäßig sein, wenn zwei Sensoren zur
Detektion des Schalt- und Wählweges am Stellmittel angelenkt sind, wobei
jeder der beiden Sensoren die zweidimensionale Bewegung des Stellmittels
mittels eines eindimensionalen Sensierelementes detektiert. Dies bedeutet,
daß die zweidimensionale Bewegung des Stellmittels mittels einer Trans
formation, wie Projektion, auf eine eindimensionale Bewegung eines
Elementes zurückgeführt wird und jeder der Sensoren diese eindimensionale
Bewegung detektiert.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn zwei Sensoren zur Detektion des Schalt-
und Wählweges am Stellmittel angelenkt sind, wobei jeder Sensor eine
eindimensionale Bewegung des Stellmittels entlang des Wählweges oder
Schaltweges detektiert.
Bei dieser Ausführung ist die Anlenkung der Sensoren derart ausgestaltet,
daß nur eine Komponente der Bewegung des Stellmittels auf die Sensoren
einwirkt, so daß die Sensoren nur ein Signal in Schaltrichtung oder in
Wählrichtung detektieren können.
Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es
zweckmäßig sein, wenn an dem Betätigungsmittel, wie Schalthebel, ein
Sensor über ein Gestänge angelenkt ist, wobei zwischen Sensor und
Gestänge und zwischen Gestänge und Betätigungsmittel jeweils eine
Verbindung mittels Gelenken hergestellt ist.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn zumindest einer der Sensoren, wie
Stellmittelsensor oder Betätigungsmittelsensor, ein Drehpotentiometer oder
Linearpotentiometer ist. Entsprechend kann es zweckmäßig sein, wenn
zumindest einer der Sensoren, wie Stellmittelsensor oder Betätigungsmittel
sensor, ein berührungsloser Sensor ist. Ebenso können diese Sensoren ein
kapazitiver Sensor oder ein resistiver Sensor oder ein magnetoresistiver
Sensor oder ein induktiver Sensor oder ein Hall-Effekt-Sensor sein, wobei
weiterhin die Sensoren auch als optische oder akustische Sensoren, wie
beispielsweise Infrarot- oder Ultraschallsensoren oder als kapazitiv induktive
Sensoren ausgestaltet sein können. Ein induktiver Sensor ist ein Sensor, der
geschwindigkeitsabhängige Größen detektieren kann.
Nach einem weiteren Erfindungsgedanken kann es besonders zweckmäßig
sein, wenn die Sensoren zur Detektion der Stellmittel und Betätigungsmittel
position in einem Gehäuse oder in Baugruppen oder als Baueinheit angeordnet
sind und eine Anlenkung der Sensoren mittels Bowdenzügen oder Gestängen
erfolgt.
Zweckmäßig kann es weiterhin sein, wenn die Steuereinheit die angehenden
Sensorsignale verarbeitet und mittels Vergleichen mit Sollwerten den Ist-
Zustand ermittelt und bei Erkennung eines fahrerseitig eingeleiteten
Schaltvorganges die Kupplung mittels des Stellgliedes, wie Aktor, zumindest
soweit ausrückt, daß das übertragbare Drehmoment verschwindet. Der Ist-
Zustand ist in diesem Zusammenhang der aktuelle Betriebszustand, welcher
durch die Betriebsparameter gegeben ist. Dies sind beispielsweise die
Motordrehzahl, das anliegende Motormoment, der Einrückzustand der
Kupplung, die Gangposition, die aktuelle Position des Betätigungshebels, die
Fahrzeuggeschwindigkeit und weitere Betriebsparameter des Fahrzeuges.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn die Steuereinheit die eingehenden
Sensorsignale bearbeitet und den Istzustand erkennt, wobei nach einem
fahrerseitigen Gangwechsel die Steuereinheit mittels der Sensorsignale
erkennt, daß der Gangwechsel beendet ist und die Kupplung mittels eines
Stellgliedes, wie Aktor, derart einrückt, daß zumindest ein Kriechmoment
übertragen wird.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn der Gangwechsel nach Durch
schreiten oder bei Erreichen eines Schwellenwertes von der Steuereinheit als
beendet angesehen wird.
Insbesondere kann es zweckmäßig sein, wenn der Gangwechsel nach
Überschreiten oder bei Erreichen eines Schwellenwertes und/oder nach
Ablauf einer Wartezeit als beendet angesehen wird. Wird der Gangwechsel
von der Steuereinheit als beendet angesehen, so wird die Kupplung wieder
geschlossen. In einigen Betriebssituationen kann es zweckmäßig sein, daß die
Kupplung soweit geschlossen wird, daß zumindest ein Kriechmoment
übertragen wird, wobei der Einrückzustand auch in Abhängigkeit anderer
Betriebsparameter angesteuert wird. Liegt beispielsweise nach dem
Gangwechsel eine von null verschiedene Lasthebelposition, wie Gaspedal
stellung, vor, so wird die Kupplung entsprechend dem anliegenden Motormo
ment eingerückt bzw. voll eingerückt.
Bei der Wahl der verwendeten Sensoren kann auf ortsauflösende oder geschwindigkeits-
oder beschleunigungsauflösende bzw. auf Kraftsensoren zurückgegriffen
werden, wobei die bereits erwähnten optischen oder akustischen Sensoren
als berührungslose Sensoren Verwendung finden können. In diesem
Zusammenhang kann beispielsweise ein Infrarot- oder Ultraviolett- oder
Mikrowellensensor oder ein Sensor im sichtbaren Frequenzbereich vorgesehen
sein. Weiterhin kann ein Ultraschallsensor oder ein Infraschallsensor
vorgesehen sein, der mit einem weiteren Bauteil, wie Reflektor, zusammen
arbeitet oder zusammenwirkt, wobei auch ein System ohne Reflektor
auskommen kann, wenn das zu sensierende Bauteil selbst als eine Art
Reflektor verwendet werden kann, wobei in diesem Zusammenhang der
Sensor einen Teil aufweist, welcher die Strahlung reflektiert und ein weiteres
Teil beinhaltet, welches die reflektierten Strahlen absorbiert oder detektiert.
Bei einem akustischen Sensor kann es vorteilhaft sein, wenn sowohl die
Quelle als auch der Detektor in einem Gehäuse zusammengefaßt sind und
über die Reflexion an einem beweglichen Bauteil unterschiedliche Zustände
bzw. Positionen unterschiedlicher Signale liefern, die auf eine Ortsabhängig
keit schließen lassen. Als Beschleunigungs- oder Kraftsensoren können auch
Drucksensoren verwendet werden.
Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken kann es bei einem Verfahren
zur Steuerung eines Drehmomentübertragungssystems, wie Kupplung, mit
einem Getriebe mit einer im wesentlichen zweidimensionalen Schaltkulisse
und einem zur Übersetzungswahl des Getriebes vorhandenen Betätigungs
mittels und einem mit dem Betätigungsmittel verbundenen getriebeseitigen
Stellmittel und einer zentralen Steuereinheit, wie Rechnereinheit, die mit
Sensoren und gegebenenfalls anderen Elektronikeinheiten, in Signalver
bindung steht und die eingehenden Signale verarbeitet und Steuersignale
ausgibt zur Ansteuerung von Stellgliedern zur Veränderung des übertragbaren
Drehmomentes des Drehmomentübertragungssystemes besonders vorteilhaft
sein, wenn an dem Betätigungsmittel und an dem Stellmittel jeweils
zumindest ein Sensor direkt oder indirekt angelenkt ist, welche zumindest die
Positionen von Betätigungs- und Stellmittel detektieren, wobei eine zweidi
mensionale Bewegung des Betätigungs- oder Stellmittels mittels zumindest
eines eindimensional arbeitenden Sensors detektiert wird und die Steuer
einheit mittels der Signale der Sensoren, Position, die Geschwindigkeit oder
die Beschleunigung von Stellmittel und Betätigungsmittel ermittelt und
zumindest mittels dieser Daten eine Gangerkennung oder eine Schaltabsichts
erkennung durchführt.
Ebenso zweckmäßig kann es sein, wenn der Signalverlauf des Betätigungs
mittelwegsensors zur Identifikation einer Schaltabsicht verwendet oder her
angezogen wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfinderischen Gedankens kann derart
ausgestaltet sein, daß das Positionssignal und/oder das Geschwindigkeits
signal und/oder das Beschleunigungssignal des Betätigungsmittelwegsensors
zur Erkennung und/oder Ermittlung einer Schaltabsicht herangezogen wird.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn ein eindimensionales Positions
signal und/oder Geschwindigkeitssignal und/oder Beschleunigungssignal des
Betätigungsmittelwegsensors zur Erkennung und/oder Ermittlung einer Schalt
absicht herangezogen wird und/oder das Positions- und/oder Bewegungs
signal des Betätigungsmittels und/oder ein verarbeitetes Signal, wie ein Ge
schwindigkeits- und/oder ein Beschleunigungssignal des Betätigungsmittel
wegsensors im Vergleich zu einem Referenzsignal zur Identifikation einer
Schaltabsicht verwendet wird.
Nach dem erfinderischen Gedanken kann es ebenfalls zweckmäßig sein,
wenn das Positions- und/oder Bewegungssignal des Sensors am Betätigungs
mittel und/oder verarbeitete Signale, wie ein Geschwindigkeitssignal und/oder
ein Beschleunigungssignal des Sensors am Betätigungsmittel zur Gangerken
nung verwendet wird.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das Positions- und/oder Bewegungs
signal des Sensors am Betätigungsmittel und/oder verarbeitete oder
abgeleitete Signale, wie ein Geschwindigkeitssignal und/oder ein Beschleuni
gungssignal des Sensors am Betätigungsmittel bei Ausfall oder Fehler des
Stellmittelwegsensors zur Gangerkennung verwendet wird.
Weiterhin kann es nach dem erfinderischen Gedanken vorteilhaft sein, wenn
das Positionssignal und/oder das Geschwindigkeits- und/oder das Beschleuni
gungssignal des Sensors am Stellmittel zur Gangerkennung herangezogen
wird.
Zur vorteilhaften Realisierung des erfinderischen Gedankens kann das Posi
tionssignal und/oder das Geschwindigkeits- und/oder das Beschleunigungs
signal des Sensors am Stellmittel zur Gangerkennung durch Adaption von
Schwellenwerten des Schaltweges herangezogen werden.
Vorteilhaft kann es nach dem erfinderischen Gedanken sein, wenn das
Positionssignal und/oder das Geschwindigkeits- und/oder das Beschleuni
gungssignal des Sensors am Stellmittel zur Gangerkennung durch Erkennung
von Schwellenwerten des Schaltweges herangezogen wird.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn das Positionssignal und/oder das Geschwindigkeits-
und/oder das Beschleunigungssignal des Sensors am Stellmittel zur
Gangerkennung durch Erkennung von Schwellenwerten des Schaltweges her
angezogen wird bzw. zur Schaltabsichtserkennung durch Erkennung von
Schwellenwerten des Schaltweges herangezogen wird.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das Positionssignal und/oder das
Geschwindigkeitssignal und/oder das Beschleunigungssignal des Sensors am
Stellmittel zur Schaltabsichtserkennung durch Adaption von Schwellenwerten
des Schaltweges herangezogen wird.
Zweckmäßig für die Realisierung des erfinderischen Gedankens kann es sein,
wenn das Positionssignal und/oder das Geschwindigkeits- und/oder das Be
schleunigungssignal des zumindest einen Sensors am Stellmittel zur Gang
erkennung durch Adaption der Schwellenwerte herangezogen wird, wobei die
Schwellenwerte von einem Gang zu einem anderen Gang variieren können.
Weiterhin kann es für das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft sein, wenn
das Positionssignal und/oder das Geschwindigkeits- und/oder das Beschleuni
gungssignal des Sensors am Betätigungsmittel zur Detektion von spezifischen
physikalischen Positionen von Getriebeteilen in den einzelnen Gängen her
angezogen wird.
Ebenso vorteilhaft kann es sein, wenn die Ermittlung von spezifischen
Positionen von Getriebeteilen, bestimmt aus dem Positions-, Geschwindig
keits- und/oder Beschleunigungssignal des zumindest einen Sensors am Stell
mittel und/oder Betätigungsmittelwegsensors, zur Gangerkennung herangezo
gen wird.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das Positions- und/oder das Geschwindigkeits-
und/oder das Beschleunigungssignal des zumindest einen Sensors am
Stellmittel zur Detektion von spezifischen physikalischen Positionen von
Getriebeteilen in den einzelnen Gängen herangezogen wird.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn die spezifischen physikalischen
Positionen von Getriebeteilen die Synchronisierposition und/oder die Position
bei Eingreifen der Schaltverzahnung und/oder die Gang-Ruheposition und/oder
Überwindungspositionen der Rastierung und/oder Neutralbereiche sind.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn das Positionssignal und/oder das Ge
schwindigkeits- und/oder das Beschleunigungssignal des zumindest einen
Sensors am Stellmittelwegsensors zur Detektion der jeweiligen Synchronisie
rungsposition der einzelnen Gänge herangezogen wird.
Weiterhin kann es für das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft sein, wenn
das Positionssignal und/oder das Geschwindigkeits- und/oder das Beschleuni
gungssignal des Sensors am Betätigungsmittel zur Detektion der jeweiligen
Synchronisierungsposition der einzelnen Gänge herangezogen wird.
Ebenso vorteilhaft kann es sein, wenn die Ermittlung der Synchronisierungs
position, bestimmt aus dem Positions-, Geschwindigkeits- und/oder Beschleu
nigungssignal des zumindest einen Sensors am Stellmittel und/oder Betäti
gungsmittelwegsensors, zur Gangerkennung herangezogen wird.
Zweckmäßig für die Ausführung des erfinderischen Gedankens kann es sein,
wenn das Positions- und/oder Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungs
signal des zumindest einen Sensors am Stellmittel zur Bestimmung und/oder
Ermittlung der Getriebeübersetzung herangezogen wird und ebenso vorteilhaft
kann es sein, wenn das Positions- und/oder Geschwindigkeits- und/oder Be
schleunigungssignal des zumindest einen Sensors am Stellmittel zur Detek
tion der Neutralposition herangezogen wird.
Zweckmäßig ist es, wenn zur Realisierung des erfinderischen Gedankens das
Positions- und/oder Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungssignal des
Sensors am Betätigungsmittel zur Detektion der Neutralposition herangezogen
wird und ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn das Positions- und/oder Ge
schwindigkeits- und/oder Beschleunigungssignal des zumindest einen Sensors
am Stellmittel zur Erkennung des eingelegten Ganges, zur Gangerkennung
und/oder zur Bestimmung der Getriebeübersetzung herangezogen wird.
Insbesondere vorteilhaft ist es, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
und Vorrichtung die Steuer- oder Rechnereinheit aufgrund von Sensorsignalen
oder dem Fehlen von Signalen und/oder anderen Systemeingangsgrößen
einen Defekt oder einen Ausfall oder eine andere fehlerhafte Beeinträchtigung
zumindest eines der Sensoren erkennt und bei einem Defekt oder Fehler oder
Ausfall eines Sensors, wie Betätigungsmittel-Sensor oder Stellmittel-Sensor
die Steuer- oder Rechnereinheit in eine Steuerungsphase übergeht, in welcher
die Gangerkennung und die Schaltabsichtserkennung mittels des nicht
defekten Sensors im Rahmen eines Notlaufes bzw. einer Ersatzstrategie
durchgeführt wird.
Weiterhin ist eis vorteilhaft, wenn bei der Realisierung des erfinderischen
Gedankens mittels zweier eindimensional arbeitender Sensoren ein redundan
tes Detektions- und Überwachungssystem aufgebaut wird um eine Gang
erkennung und eine Schaltabsichtserkennung zu gewährleisten, bei welchem
im Falle eines Ausfalles oder Defektes eines Sensors Notlaufeigenschaften
aufrecht erhalten werden.
Es ist insbesondere zweckmäßig, wenn das Positionssignal und/oder Ge
schwindigkeits- und/oder Beschleunigungssignal des zumindest einen Sensors
am Stellmittel bei Ausfall oder Defekt oder einer anderweitigen fehlerhaften
Beeinträchtigung des Sensors am Betätigungsmittel zur Erkennung oder
Bestimmung einer Schaltabsicht herangezogen wird und/oder das Positions
und/oder Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungssignal des Sensors am
Betätigungsmittel bei Ausfall oder Defekt oder einer sonstigen fehlerhaften
Beeinträchtigung des zumindest einen Sensors am Stellmittel zur Gangerken
nung herangezogen wird.
Ein zweckmäßiger Aspekt nach dem erfinderischen Gedanken weist auf, daß
bei Ausfall oder Defekt oder einer sonstigen fehlerhaften Beeinträchtigung
des Sensors am Betätigungsmittel oder des zumindest einen Sensors am
Stellmittel der jeweils noch funktionstüchtige Sensor zur Erhaltung eines
Notbetriebes den Funktionsumfang des fehlerhaften Sensors zumindest
teilweise übernimmt oder kompensiert.
Bei einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es
vorteilhaft sein, wenn die Transformation der zweidimensionalen Bewegung
von Stellmittel oder Betätigungsmittel auf die eindimensionale Bewegung
eines Sensorelementes mittels eines Hebels, eines Gestänges oder einer
Kurvenscheibe, eines Nockenteiles oder eines Übertragungsgetriebes oder
eines Bowdenzuges erfolgt. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn
zumindest ein Signal oder der zeitliche Verlauf eines Signales eines Sensors
durch ein Betätigungsmittel angelenkt ist zur Identifikation einer Schaltabsicht
durch die Steuereinheit verwendet wird.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das Positions- oder das Geschwindigkeits-
oder das Beschleunigungssignal des am Betätigungsmittel angelenkten
Sensors zur Erkennung einer Schaltabsicht von der Steuereinheit verwendet
wird.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn das Positions- oder Bewegungssignal
oder ein verarbeitetes Signal des Betätigungsmittelsensors im Vergleich zu
einem Referenzsignal von der Steuereinheit zur Identifikation einer Schalt
absicht verwendet wird.
Bei einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann das Positions- oder
Bewegungssignal des Sensors am Betätigungsmittel oder ein verarbeitetes
Signal zur Gangerkennung verwendet werden. Weiterhin kann es zweckmäßig
sein, wenn das Positions- oder Bewegungssignal des Sensors am Betäti
gungsmittel oder ein verarbeitetes Signal bei Ausfall oder Fehler des
Stellmittelsensors zur Gangerkennung verwendet wird.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn das Positions- oder das Geschwindigkeits-
oder das Beschleunigungssignal des zumindest einen am Stellmittel
angelenkten Sensors zur Gangerkennung herangezogen wird.
Weiterhin kann es besonders zweckmäßig sein, wenn das Positions-, Geschwindigkeits-
oder das Beschleunigungssignal des zumindest einem am Stellmittel
angelenkten Sensors zur Gangerkennung mittels Verwendung von Schwellen
werten des Schaltweges herangezogen wird. Weiterhin kann dieses Signal
durch Erkennung und Adaption von Schwellenwerten des Schaltweges zur
Gangerkennung herangezogen werden.
Besonders zweckmäßigerweise kann das Positions-, das Geschwindigkeits-
oder das Beschleunigungssignal des zumindest einen am Stellmittel angelenk
ten Sensors zur Schaltabsichtserkennung durch Erkennung von Schwellen
werten des Schaltweges herangezogen werden. Weiterhin kann die Schalt
absichtserkennung durch Erkennung und Adaption von Schwellenwerten des
Schaltweges durchgeführt werden.
Besonders zweckmäßig kann es sein, wenn das Positions-, das Geschwindigkeits-
oder das Beschleunigungssignal des zumindest einen am Stellmittel
angelenkten Sensors zur Gangerkennung durch Erkennung und/oder Adaption
der Schwellenwerte herangezogen wird und die Schwellenwerte von einem
Gang zu einem anderen Gang variieren.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn das Positions-, das Geschwindigkeits-
oder das Beschleunigungssignal des zumindest einen am Stellmittel
angelenkten Sensors zur Detektion von spezifischen physikalischen Positio
nen an Getriebeteilen die einzelnen Gänge herangezogen wird.
Entsprechend des erfinderischen Gedankens kann es zweckmäßig sein, wenn
das Positions-, das Geschwindigkeits- oder das Beschleunigungssignal des
zumindest einen am Betätigungsmittel angelenkten Sensors zur Detektion von
spezifischen physikalischen Positionen von Getriebeteilen der einzelnen Gänge
verwendet wird.
Weiterhin kann es besonders zweckmäßig sein, wenn die Ermittlung von
spezifischen physikalischen Größen von Getriebeteilen, bestimmt aus dem
Positions-, Geschwindigkeits- oder Beschleunigungssignals des zumindest
einen Sensors am Stellmittel oder am Betätigungsmittel zur Gangerkennung
verwendet wird. Insbesondere kann es zweckmäßig sein, wenn die spezifi
schen physikalischen Positionen von Getriebeteilen eine der Positionen, wie
die Synchronisierposition, die Position bei Eingriff der Schaltverzahnung, die
Gangruheposition, die Überwindungspositionen der Rastierung oder die
Position des Neutralbereiches ist.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn das Positions-, Geschwindigkeits-
oder Beschleunigungssignal des zumindest einen am Betätigungs- oder
Stellmittel angelenkten Sensors zur Bestimmung der Getriebeübersetzung
oder des Neutralbereiches verwendet wird.
Entsprechend des erfinderischen Gedankens kann es vorteilhaft sein, wenn
bei einem Defekt oder einem Fehler eines Sensors, wie Sensor am Betäti
gungsmittel oder Sensor am Stellmittel die Steuer- oder Rechnereinheit in
eine Steuerungsphase schaltet, in welcher die Gangerkennung und die
Schaltabsichtserkennung mittels der nicht beeinträchtigten Sensoren im
Rahmen eines Notlaufes durchgeführt wird.
Weiterhin kann es für die Ausbildung und die Durchführung der erfindungs
gemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zweckmäßig
sein, wenn die Steuereinheit das übertragbare Drehmoment steuert oder
regelt.
Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken kann es bei einer Vorrichtung
für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe und einem Betätigungsmittel zur
Wahl der Getriebeübersetzung und einem im Drehmomentschluß angeord
neten automatisierten Drehmomentübertragungssystems, welches mittels
einer Steuereinheit und einem Stellglied, wie Aktor, angesteuert wird, wobei
das Betätigungsmittel bewegbar oder verschwenkbar gelagert ist und mit
zumindest einem Verbindungsmittel mit einem getriebeseitigen Stellmittel
verbunden ist, zweckmäßig sein, wenn zumindest ein mit dem Betätigungs
mittel oder der Lagerung des Betätigungsmittels in Wirkverbindung stehender
Sensor eine von der Betätigungskraft auf das Betätigungsmittel abhängige
Reaktionskraft detektiert und die Steuereinheit in Abhängigkeit des Sensorsi
gnales ein Schaltabsichtssignal erzeugt.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die mittels eines Sensors detektierte
Reaktionskraft auf die Betätigungskraft im Bereich der Hebellagerung des
Betätigungsmittels oder im Bereich der Verbindung zwischen Betätigungs
mittel und Verbindungsmittel detektiert wird.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn der Sensor im Bereich der
Hebellagerung die Schwenklagerung angeordnet ist und die Kraft zwischen
Betätigungsmittel und Lagerung detektiert. Ebenso kann es zweckmäßig sein,
wenn der Sensor im Bereich der Hebellagerung, wie Schwenklagerung,
angeordnet ist und die Kraft zwischen Schwenklagerung und Schalthebelge
häuse detektiert.
Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn der Sensor im direkten oder
indirekten Kraftfluß zwischen Betätigungsmittel und Verbindungsmittel im
Bereich der Anlenkung des Verbindungsmittels angeordnet ist.
Zweckmäßig ist es, wenn der Sensor ein Druck- oder Kraftsensor oder ein
Wegsensor ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Sensor ein
kapazitiver, induktiver oder ein resistiver Sensor ist, ein Hall-Effekt oder
Magnetwiderstandssensor, ein Piezo- oder ein Dehnungsmeßsensor ist.
Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn der Sensor ein analoger oder ein
digitaler Sensor ist.
In vorteilhafter Weise kann der Sensor eine Druckmeßzelle in einer elasti
schen Umgebung sein, wobei es insbesondere zweckmäßig ist, wenn der
Sensor ein Kraftsensor innerhalb eines Kunststoffelementes, wie Elastomer
oder Gummielement, ist.
Weiterhin kann es zweckmäßig sein, wenn bei Ausfall oder Defekt oder einer
sonstigen fehlerhaften Beeinträchtigung des Sensors am Betätigungsmittel
oder von zumindest einem Sensor am Stellmittel die jeweils noch funktions
tüchtigen Sensoren zur Erhaltung eines Notbetriebes oder Notlaufes den
Funktionsumfang des fehlerhaften Sensors zumindest teilweise übernimmt
oder kompensiert.
Weiterhin kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Sensoren zur
Detektion der Stellmittel- und Betätigungsmittelposition in einem Gehäuse
oder als Baueinheit angeordnet sind und eine Anlenkung der Sensoren mittels
Bowdenzügen und/oder Gestängen erfolgt.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn eine Vorrichtung zur selbsttätigen
Betätigung einer zwischen einem Antriebsmotor und einem Stufenschaltge
triebe eines Kraftfahrzeuges angeordneten Kupplung mit einem manuell
betätigbaren Schalthebel, der innerhalb der Schaltkulisse in zwei etwa
senkrecht zueinander stehende Richtungen bewegbar ist, einem mit dem
Schalthebel verbundenen und vom Schalthebel betätigten Stellglied des
Stufenschaltgetriebes, welches Stellglied in zwei Dimensionen bewegbar ist
und die Schaltstufe des Stufenschaltgetriebes festlegt, Sensoren zur
Erfassung des Betätigungsschalthebels und/oder des Stellgliedes sowie von
Fahrzeugbetriebsparametern, einer zentralen Steuereinheit zum Auswerten
der von den Sensoren erzeugten Signale zum Ansteuern eines Aktors für die
Kupplung, dadurch gekennzeichnet ist, daß eine dem Schalthebel zugeord
nete Sensoreinrichtung, die die Bewegung des Schalthebels längs wenigstens
einer der beiden möglichen, etwa senkrecht zueinanderstehenden Richtungen
erfaßt und ein dem Stellglied zugeordnete Sensoreinrichtung, die die
Bewegung des Stellgliedes in deren zwei Dimensionen erfaßt.
Anhand der Fig. 1 bis 18 sei die Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges,
Fig. 2a ein Blockschaltbild zur Sensoranordnung,
Fig. 2b eine schematische Darstellung einer Schaltkulisse,
Fig. 3a eine Ansicht eines Ausführungsbeispieles der
erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 3b eine weitere Ansicht eines Ausführungsbeispieles der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 4 die Gangpositionen im Signal des Betätigungsmittelwegsen
sors,
Fig. 5 die Gangpositionen im Signal des Stellmittelwegsensors und
das Schaltschema eines Getriebes eines Kraftfahrzeuges,
Fig. 6 die Gangpositionen im Signal eines Stellmittelwegsensors und
das Schaltschema eines Getriebes,
Fig. 7a ein Beispiel einer Anlenkung eines Sensors,
Fig. 7b eine Ansicht einer Sensoranlenkung,
Fig. 7c eine Ansicht einer Anlenkung von zwei Sensoren,
Fig. 8 eine Anordnung von Sensoren,
Fig. 9a eine Anordnung von Sensoren in der Seitenansicht,
Fig. 9b eine Anordnung von Sensoren in einer Aufsicht,
Fig. 10a eine schematische Anlenkung von zwei Sensoren,
Fig. 10b eine schematische Anlenkung von zwei Sensoren,
Fig. 11 eine Anlenkung eines Sensors am Betätigungsmittel,
Fig. 12a eine Anlenkung eines Sensors am Betätigungsmittel,
Fig. 12b eine Anlenkung eines Sensors am Betätigungsmittel,
Fig. 13 eine schematische Darstellung einer Anlenkung von zwei
Sensoren am Betätigungsmittel und am Stellmittel,
Fig. 14 ein Blockschaltbild,
Fig. 15 ein Diagramm,
Fig. 16 eine Vorrichtung,
Fig. 17 ein Blockschaltbild,
Fig. 18 eine Vorrichtung,
Fig. 19 eine Vorrichtung,
Fig. 20 eine Vorrichtung,
Fig. 21 einen Ausschnitt einer Vorrichtung,
Fig. 22 einen Ausschnitt einer Vorrichtung,
Fig. 23a und 23b
Diagramme und
Fig. 24 und 25
Ablaufdiagramme.
In Fig. 1 ist ein Fahrzeug 1 schematisch dargestellt, bei welchem die
erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren
eingesetzt wird. Das Fahrzeug 1 umfaßt einen Verbrennungsmotor 2 und ein
Getriebe 3, wobei zwischen Fahrzeug und Getriebe ein Drehmomentüber
tragungssystem, wie Kupplung 4, zur gesteuerten Übertragung des Antriebs
momentes angeordnet ist. Das Getriebe 3 ist über eine Abtriebswelle 5 mit
einer Abtriebsachse 6 des Fahrzeuges 1 verbunden.
Das übertragbare Drehmoment des Drehmomentübertragungssystems 4 kann
zwischen dem Wert Null bei vollständig ausgerückter Kupplung und dem
maximalen Wert bei vollständig eingerückter Kupplung eingestellt und fixiert
werden. Dies bedeutet, daß je nach Betriebspunkt ein Moment im Zwischen
bereich der Extremwerte eingestellt werden kann. Das Drehmomentüber
tragungssystem wird dabei mittels eines Stellgliedes, wie Aktor, betätigt oder
eingestellt. Dieser Aktor wird beispielsweise auf elektromechanische, elek
tromotorische, hydraulische, magnetische oder eine sonstige Art betätigt,
wobei eine Weg- oder Kraftsteuerung oder -regelung eingesetzt werden kann,
um das jeweilige übertragbare Drehmoment in den jeweiligen Betriebspunkten
anzusteuern.
Eine Steuereinheit 7, welche zumindest die Leistungs- und/oder Steuerelek
tronik enthält, steuert oder regelt gezielt das übertragbare Drehmoment des
Drehmomentübertragungssystems, in diesem Anwendungsbeispiel gezielt die
Beaufschlagung der Kupplung 4, wodurch das von der Kupplung übertragbare
Drehmoment gesteuert wird.
Die Steuereinheit 7 mit integrierter Computereinheit steht mit Sensoren
und/oder mit anderen Elektronikeinheiten, wie beispielsweise der Steuer
einheit einer Motorelektronik, in Signalverbindung. Weiterhin kann eine
Signalverbindung zu einem Anti-Blockiersystem (ABS) oder einer Anti-
Schlupf-Regelung (ASR) bestehen. Ebenso kann es vorteilhaft sein, wenn die
Signalverbindung mit einer Getriebesteuerung besteht.
Die Signale der Sensoren werden mittels der Steuereinheit erfaßt. Die
Steuereinheit 7 weist einen oder mehrere Datenspeicher auf, in welche
zumindest kurzzeitig Daten abgespeichert und wieder abgerufen werden
können.
Die Signale können mittels implementierter Verfahren oder Algorithmen
verarbeitet, wie gefiltert, werden.
Weiterhin umfaßt die Steuereinheit einen Bereich oder eine Untereinheit,
welche aufgrund der eingehenden Signale den aktuellen Betriebszustand
ermittelt. Diese Ermittlung des Betriebszustandes kann aufgrund von
Algorithmen erfolgen, die durch die Hardware fest vorgegeben sind oder
durch eine installierte Software realisiert sind.
Die Steuereinheit bewertet die Eingangssignale und führt aufgrund der
implementierten Algorithmen ein Steuer- oder Regelverfahren aus, bzw. löst
diese aus, um das Drehmoment-Übertragungssystem zu jedem Zeitpunkt
entsprechend einem vorgegebenen Programm oder einer Kennlinie oder eines
Kennfeldes anzusteuern. Dazu gehören gegebenenfalls Vorgänge, wie Messen
von Systemeingangsgrößen mittels Sensoren, Übertragung von Sensorsigna
len, Mittelung von Daten, zeitabhängige Meßwerterfassung, Berechnung von
Daten, Ablegen und Abrufen von Daten in/aus Datenspeichern, Berechnung
von Sollwerten, Vergleich von Soll- mit Istwerten, Vorgabe von Sollwerten
und Steuerung oder Regelung von Sollwerten.
Das Regeln oder Steuern des Einrückzustandes der Kupplung, wie das
übertragbare Drehmoment eines Drehmomentübertragungssystems, erfolgt
durch die Vorgabe eines Sollwertes für ein Stellglied, welches den Einrückzu
stand der Kupplung bestimmt. Dem Stellglied wird durch die Steuereinheit
beispielsweise eine Sollposition vorgegeben, wobei bei einem Anfahren oder
Einstellen des Sollwertes ein Sensor die aktuelle Position überwacht.
Bei einer Steuerung wird in Abhängigkeit des aktuellen Wertes und des
Sollwertes, ausgehend von einer Ist-Position und einer Soll-Position des
Stellgliedes, der zu überschreitende Weg berechnet und entsprechend wird
das Stellglied angesteuert. Bei einer Regelung kann eine Position der
Kupplung oder des Stellglieds mittels Rückführung dieser Größe eingeregelt
werden.
Als weiteres zweckmäßiges Verfahren kann eine Steuerung mit impliziter
Adaption von Größen realisiert werden. Dabei werden Kennlinien, Kennfelder
oder Werte von physikalischen Systemen abgespeichert und in Abhängigkeit
verschiedener Betriebszustände bzw. der Zeit mit den realen Verhältnissen
abgeglichen und angepaßt werden. Durch dieses Verfahren können zeitlich
veränderliche Größen, wie beispielsweise durch Verschleiß auftretende
Änderungen oder Verschiebungen des Ausrückweges, berücksichtigt werden.
Durch ein System mit oder ohne Rückführung von Meßwerten kann eine
Regelung oder eine Steuerung des Systemes realisiert sein, wobei diese
mittels softwareseitiger oder hardwareseitiger Algorithmen durchgeführt wird.
Die Steuereinheit gibt somit jeweils einen Sollwert für das Stellglied vor und
beispielsweise mittels elektrischer, hydraulischer oder elektromotorischer
Verstellung wird die Sollkupplungsposition angesteuert und das übertragbare
Drehmoment bestimmt und eingestellt.
Die Steuereinheit weist einen Mikroprozessor auf, der mit einer internen
Taktrate gesteuert wird, wobei gleichzeitig eine interne elektronische Uhr
realisiert werden kann. Die Meßdaten werden typischerweise in getakteter
Art und Weise aufgenommen, so daß zu jedem Meßwert oder zu jedem
Datenwert auch ein Zeitpunkt der Erfassung verknüpfbar ist und auch abspei
cherbar ist.
Wenn den Datenwerten ein zeitlicher Index oder ein Zeitpunkt zugeordnet
werden kann, kann dieser Datenwert bzw. diese Meßgröße auch mit
mathematischen Operationen bezüglich der Zeit verarbeitet werden, die eine
zeitliche Abfolge voraussetzen. So ist es beispielsweise möglich, mittels
numerischer Verfahren, wie mit Differenzenquotienten, eine zeitliche Ablei
tung von Daten zu ermitteln. Weiterhin kann auch eine zeitliche Integration
von Meßwerten durchgeführt werden.
Die Steuereinheit erlaubt es insbesondere, daß aus Positionssignalen bzw.
-meßgrößen ebensolche Signale bzw. Meßgrößen für die Geschwindigkeit
und/oder die Beschleunigung eines Bauteiles berechnet werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, daß Sensoren
angeordnet oder angelenkt sind, welche eine Beschleunigung oder eine Kraft
oder eine Geschwindigkeit eines Bauteiles direkt messen, ohne aus einem
Positionssignal oder Wegsignal über die Berechnung ein Geschwindigkeits-
oder Beschleunigungssignal bilden zu müssen.
Die Steuereinheit 7 wirkt mit seinen Sollwertvorgaben beispielsweise auf ein
mechanisches oder hydraulisches Element, wie Aktor mit Geberzylinder,
welcher im Falle eines hydraulischen Elementes auf einen Hydrauliknehmer
zylinder 8 wirkt und die gezielte Ansteuerung des von der Kupplung übertrag
baren Drehmoments über ein Ausrücksystem, wie Ausrückgabel, mechani
schen oder hydraulischen Zentralausrücker, gewährleistet.
Der Aktor besteht im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einem Hydraulik
geberzylinder mit einem beweglichen Kolben, wobei die Stellung des Kolbens
innerhalb des Geberzylinders mittels einer elektromechanischen Betätigung
variiert und fixiert werden kann. Die elektromechanische Betätigung besteht
in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Elektromotor mit nachgeschaltetem
Schneckengetriebe und Kurbelgetriebe, welches eine Kurbelstange antreibt.
Durch eine Ansteuerung des Elektromotors, wie Ein- oder Ausschalten oder
Drehrichtungsumkehr, kann die Position des Geberzylinderkolbens auf
verschiedene Positionen innerhalb des möglichen Betriebs- bzw. Wertebe
reichs eingestellt werden. Zur Fixierung einer so eingestellten Position kann
ein Ausschalten des Motors genügen, wenn das Getriebe, wie beispielsweise
Schneckengetriebe, eine ausreichende Selbsthemmung aufweist. Ist diese
Selbsthemmung nicht ausreichend, kann eine Bremse oder eine zu- und
abschaltbare Blockierung des Getriebes eingesetzt werden. Insbesondere
kann es für Systeme zweckmäßig sein, wenn die Blockierung im gesamten
Betriebsbereich oder nur in Teilbereichen wirksam werden kann.
Die Einstellung der Position des Geberzylinderkolbens wird durch die
hydraulische Strecke auf den Nehmerzylinderkolben übertragen und somit
wird die Einrückposition der Kupplung angesteuert.
Die Stellung des Nehmerzylinderkolbens, welcher die Einrückposition der
Kupplung repräsentiert, kann direkt oder indirekt detektiert werden. Dies kann
beispielsweise dadurch erfolgen, daß an dem Nehmerzylinderkolben oder an
dem Geberzylinderkolben oder an einem im Fluidweg angeordneten weiteren
Kolben ein Sensor angelenkt oder wirkungsmäßig angeordnet ist. Die direkte
Detektion (berührungslos oder mittels Anlenkung) der Position des Nehmer
zylinderkolbens kann auch durch eine indirekte Detektion ersetzt werden,
wobei dabei die Position eines anderen Elements oder Kolbens detektiert wird
und mittels dieser Daten und den Kenndaten der Hydraulikstrecke die Position
des Nehmerzylinderkolbens berechnet werden kann.
Durch die in der Steuereinheit eingehenden Signale wird der aktuelle
Betriebszustand des Drehmomentübertragungssystemes ermittelt und mittels
softwaremäßiger oder hardwaremäßiger Algorithmen ein Sollwert des
Kupplungseinrückzustandes bzw. des übertragbaren Drehmomentes ermittelt.
Dem Sollwert des Einrückzustandes der Kupplung wird ein Sollwert zur An
steuerung des Stellgliedes zugeordnet, welcher berechnet oder aus Kenn
feldern entnommen werden kann. Dieser Sollwert wird mittels der An
steuerung beispielsweise eines Motors geregelt oder gesteuert eingestellt. Die
Regelung oder Steuerung ist als Software in der Steuereinheit implementiert
und kann je nach Software als Steuerung oder als Regelung arbeiten.
Weiterhin kann die Ansteuerung auch als Hardware realisiert sein. Die Steuer
einrichtung 7 ist beispielsweise mit einem Drosselklappensensor 9, einem
Motordrehzahlsensor 10 und einem an der Antriebsachse 6 angeordneten
Tachosensor 11 verbunden. Die Steuereinrichtung 7 kann zusätzlich noch
weitere Systemeingangsgrößenverarbeiten, welche beispielsweise über einen
Daten-Bus verfügbar sind.
Die nun aufgelisteten Signale, wie Sensorsignale oder Signale von anderen
Elektronikeinheiten können zur Ansteuerung des Drehmomentübertragungs
systemes, verwendet werden: Raddrehzahl von zumindest einem Rad,
Motormoment, Motordrehzahl, Drosselklappenstellung, Pedalstellung,
Fahrzeuggeschwindigkeit, Öltemperatur, Motorschleppmoment, Einrückzu
stand der Kupplung, Temperatur im Kupplungsraum, Außentemperatur,
Klimakompressormoment, Nebenaggregatemoment, Zeitdauer des abgestell
ten Motors, Gangstellung, Schaltabsichtssignal, Betriebs-, Brems- und
Handbremssignal, Tempomatsignal, Leerlaufsignal, Türsensor, Anlasser
freigabesignal.
Diese Signale können beispielsweise auch von der Motorsteuerung (Motronik)
oder einem ABS-System oder von einer Getriebesteuerung zur Verfügung
gestellt werden.
Die Betätigung oder Wahl einer Gangstufe im Getriebe 3 wird mittels eines
Betätigungsmittels 12, wie eines Schalthebels,
durchg 91993 00070 552 001000280000000200012000285919188200040 0002019548799 00004 91874eführt. Das Betätigungsmittel 12 ist über eine Verbindung 13 mit
einem Stellmittel 14 am Getriebe 3 verbunden. Ein Betätigungsmittelsensor
15 ist am Betätigungsmittel 12 derart angeordnet oder angelenkt oder mit
diesem verbunden, daß er eine Position oder eine Bewegung des Betätigungs
mittels 12 detektiert. Am Stellmittel 14 ist ein Stellmittelsensor 16 angeord
net, um die Bewegung des Stellmittels 14 direkt oder indirekt zu detektieren.
Die Informationen bzw. Signale der Sensoren 15 und 16 werden der Steuer
einrichtung 7 mittels Signalverbindungen, wie Datenleitungen oder Signallei
tungen zugeführt.
Das Betätigungsmittel 12, wie Schalthebel, welches mittels eines Schalt
bocks 17 gelagert oder geführt ist, ist über eine Verbindung 13 mit dem
Stellmittel 14 des Getriebes 3 verbunden. Der Schaltbock 17 und das
Getriebe 3 sind jeweils mit dem Fahrzeug 1 verbunden. Die Verbindung 13
zwischen dem Stellmittel, welches mit der zentralen Schaltwelle der inneren
Schaltung, und dem Betätigungsmittel, wie der Außenschaltung, kann mit
Elastizitäten und/oder einem Wegspiel realisiert sein. Die Elastizitäten können
beispielsweise gezielt eingesetzt werden, um Schwingungen zwischen der
zentralen Schaltwelle der inneren Schaltung 14 und der Außenschaltung 12
zu isolieren. Ein Wegspiel in der Verbindung 13 zwischen den Baugruppen 12
und 14 kann zum Beispiel durch Verschleiß entstehen.
Die in der Fig. 2 schematisch dargestellte Verbindung 13 zwischen dem
Betätigungsmittel 12 und dem getriebeseitigen Stellmittel 14 kann als starre
Verbindung mittels Hebeln, Rohren, Stangen oder Streben realisiert sein,
wobei die im wesentlichen zweidimensionale Bewegung des Betätigungs
mittels entlang des Schalt- und Wählweges in eine ebensolche Bewegung des
Verbindungsmittels 13 umgesetzt wird und als solche auf das Stellmittel
übertragen wird.
Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung von zwei Verbindungs
mitteln 13, eine Verbindung für die Übertragung des Weges entlang des
Wählweges und eine Verbindung für die Übertragung entlang des Schaltwe
ges. Solche Verbindungen 13 sind beispielsweise durch zwei Bowdenzüge
realisierbar.
Da die Verbindung 13 mit Elastizitäten und/oder Wegspiel versehen sein
kann, kann die Bewegung des Stellmittels 14 der Bewegung des Betätigungs
mittels 12 vor- oder nacheilen, dies bedeutet, daß die Bewegung des
Stellmittels der Bewegung des Betätigungsmittels nur indirekt folgt und eine
zeitliche Verzögerung und eine räumliche Verschiebung zwischen diesen
gekoppelten Bewegungen resultieren kann oder die beiden Bewegungen der
Bauteile 12 und 14 nicht kohärent erfolgen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Anordnung von zumindest einem
Sensor zur Detektion des Schaltweges und/oder des Wählweges beinhaltet
einen an einer Stelle der Außenschaltung angeordneten Sensor 15 zur Detek
tion eines zumindest eindimensionalen Weges des Betätigungsmittels 12 an
der Außenschaltung.
Der zumindest eine Stellmittelsensor 16 wird an oder im Bereich der zentralen
Schaltwelle der inneren Schaltung des Getriebes direkt oder indirekt ange
lenkt. Die Anlenkung eines Stellmittelsensors 16 erfolgt dabei in der Art und
Weise, daß beispielsweise die zweidimensionale Bewegung des Stellmittels
14 in eine eindimensionale Bewegung eines Übertragungsmittels übertragen
oder transformiert wird und die eindimensionale Bewegung eines beweglichen
Mittels des Übertragungsmittels mittels eines Sensors detektiert wird.
Weiterhin kann die zweidimensionale Bewegung des Stellmittels mittels eines
Übertragungsmittels in eine eindimensionale Bewegung eines beweglichen
Mittels transformiert werden. Diese eindimensionale Bewegung wird
wiederum mit einem eindimensional wirkenden Sensor detektiert.
Der Sensor liefert somit ein Signal, das von Bewegungskomponenten des
Stellmittels in Richtung des Schaltweges und des Wählweges gebildet wird,
es findet somit eine Überlagerung der Weginformationen zu einem Signal
statt. Bei einer Sensoranlenkung von zwei Sensoren am Stellmittel kann ein
Ausführungsbeispiel auch so realisiert sein, daß zumindest ein Sensor eine
Komponente von Schalt- und Wählweg detektiert, wobei die Anlenkungen der
beiden Sensoren einen Winkel zueinander bilden, damit die Signale der
Sensoren nicht identisch sind. Beispielsweise stehen die Anlenkungen der
Sensoren senkrecht aufeinander.
Bei der Verwendung eines eindimensional arbeitenden Sensors als Stellmittel
sensor ist das Signal bzw. der Meßwert nicht eindeutig einer Position des
Stellmittels zuzuordnen. In diesem Falle der Mehrdeutigkeit des Signales kann
zusätzlich das Signal des Betätigungsmittelsensors ausgewertet werden, um
die Position des Stellmittels eindeutig bestimmen zu können.
Weiterhin können auch zwei Sensoren derart angeordnet sein, daß je ein
Sensor den Wählweg und den Schaltweg detektiert.
Die Transformation des zweidimensionalen Schaltschemas auf den Meßbe
reich eines eindimensional arbeitenden Sensors kann in einem vorteilhaften
Ausführungsbeispiel als Projektion durchgeführt sein. Dadurch können
beispielsweise zwei unterschiedliche Positionen im Schaltschema auf einen
Wert des Wertebereichs des Sensors projiziert werden, wobei bei der
Durchführung einer Gangerkennung diesem Wert nicht mehr eindeutig eine
Gangposition zugeordnet werden kann.
Die Verknüpfung des Stellmittelsensorsignales mit dem Betätigungsmittel
sensorsignal kann diese Uneindeutigkeit aufheben. Als Beispiel sei der
Stellmittelsensor derart angelenkt, daß eine Gangposition 2 und eine
Gangposition 3 in einem Schaltschema einer Schaltkulisse das gleiche
Stellmittelsensorsignal nach der Transformation liefert. Da der 2. Gang in
einer Schaltgasse im hinteren Bereich liegt und der 3. Gang in einer anderen
Schaltgasse im vorderen Bereich, kann mittels des Betätigungsmittelsensors
ein Signal zur Verfügung gestellt werden, mit welchem die Positionen vorne/
hinten aufgelöst werden können und der 2. Gang von dem 3. Gang unter
schieden werden kann.
Die Fig. 2b zeigt schematisch ein Schaltschema einer Schaltkulisse 19 eines
Getriebes 3, bei welchem die einzelnen Schaltgassen 20, der Schaltweg 22
und der Wählweg 21 dargestellt sind. Der Wählweg dient der Auswahl
zwischen den Schaltgassen, der Schaltweg dient der Bewegung innerhalb
den Schaltgassen. Das Schaltschema einer üblichen Schaltung für ein
Kraftfahrzeug stellt nur eine von mehreren möglichen Variationen der Schalt
schemata von Kraftfahrzeugen dar. Die Bewegung des Betätigungsmittels
entlang der Gasse 20 in Richtung des Schaltweges kann bei dem hier
dargestellten Beispiel zu einer Auswahl zwischen zwei Gängen führen. Bei
dem vorliegenden Schaltschema ist z. B. in der ersten Schaltgasse der erste
und der zweite Gang, in der zweiten Schaltgasse der dritte und der vierte
Gang sowie in der dritten Schaltgasse der fünfte Gang und der Rückwärts
gang angeordnet. Eine Auswahl des einzustellenden Ganges kann auch durch
die Bewegung des Betätigungsmittels entlang des Weges 21 entlang des
Wählweges durchgeführt werden.
In den Fig. 3a und 3b ist eine Ausführungsvariante der erfindungs
gemäßen Vorrichtung dargestellt, welche die zweidimensionale Bewegung
des Stellmittels mittels eines Übertragungsmittels in eine eindimensionale
Bewegung eines beweglichen Mittels transformiert und mittels eines ein
dimensional arbeitenden Wegsensors detektiert oder überwacht.
In Fig. 3a ist ein Teil der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei
die zentrale Schaltwelle 30 durch die Schaltzuganlenkung 31 beim Schalten
in eine Rotationsbewegung mit einem festgelegten maximalen Winkel
ausschlag versetzt wird. Die Wählzuganlenkung 32 wird während des
Wählens der Schaltgassen in vertikaler Richtung beaufschlagt, so daß eine
Hubbewegung der Schaltwelle erfolgt. Durch die Kombination der Anlenkun
gen des Wähl- und des Schaltzuges wird die Welle 30 in eine rotatorisch
translatorische Bewegung, wie Dreh- und/oder Hubbewegung, während des
Wählens versetzt. Die Anlenkung eines Sensors, wie z. B. eines Potentio
meters, erfolgt in diesem Beispiel über eine Kurvenscheibe oder ein Nocken
teil 33, gegen welche ein Hebelarm 34 des Sensors kraft- oder formschlüssig
angelenkt ist. Die Anlenkung des Hebels 34 des Sensors 35 an die Kurven
scheibe 33 kann mittels einer Feder erfolgen, so daß ein ständiger Kontakt
zwischen dem Hebel 34 und der Kurvenscheibe 33 gewährleistet wird. Die
Feder kann innerhalb des Sensorgehäuses angeordnet sein.
Das in den Fig. 3a und 3b dargestellte Ausführungsbeispiel weist mit dem
Angriffsbereich 34a des Hebels 34 einen Anlenkbereich auf, durch dessen
Lage oder Bewegung die Lage oder die Bewegung des Stellmittels überwacht
wird. Wird die Kurvenscheibe 33 durch eine Drehung um die Achse 32a
bewegt, so bewegt sich entsprechend der Anlagebereich 33/34a und somit
das Element 34. Eine Hubbewegung des Teiles 32 führt zu einer Hubbewe
gung der Kurvenscheibe 33 und somit ebenfalls zu einer Bewegung des
Anlagebereiches 34a.
Eine translatorisch-rotatorische Bewegung des Stellmittels (30, 32) führt in
diesem Ausführungsbeispiel zu einer rotatorischen Bewegung des Mittels 34,
welches mit einem eindimensional beweglichen Eingangsteil eines Sensors
verbunden ist.
Die in den Fig. 3a und 3b dargestellte Kurvenscheibe oder Nockenteil 33
zur Anlenkung des Hebels 34 kann, wie in Fig. 3b dargestellt, als geneigte
ebene Fläche ausgebildet sein. Das Verhältnis zwischen dem maximalen
Drehwinkel der Welle 30 und der Steigung der Kurvenscheibe oder des
Nockens 33 führt zur Festlegung des Signalabstandes für die einzelnen
Signalwerte der jeweiligen Gangpositionen.
Bei einer nicht ebenen Fläche 33, wie z. B. einer gekrümmten Fläche, kommt
ein veränderlicher Abstand zwischen den jeweiligen Gangpositionen im Signal
des Stellmittelsensors zum Tragen. Durch die Festlegung der Form bzw.
Fläche der Kurvenscheibe oder des Nockenteiles 33 kann die Signalform des
Signales des Stellmittelsensors, also auch der jeweilige Abstand der
Signalwerte der jeweiligen Gangpositionen als auch die Reihenfolge der
jeweiligen Signalwerte der entsprechenden Gangpositionen eingestellt
werden.
Die Kurvenscheibe 33 oder der Nocken ist derart vorteilhaft ausgebildet, daß
eine kontinuierliche Wegmessung erfolgen kann, das heißt, daß jeder
Positionsänderung der Kurvenscheibe oder des Nockenteiles auch eine
Signaländerung des Sensors folgt. Das Übertragungsmittel muß somit eine
stetige Übertragung gewährleisten und nicht nur einzelne Bereich gleichen
Signales für die einzelnen Gangpositionen bereitstellen.
In Fig. 4 sind die Positionen des Betätigungsmittels 12 durch Signale des
Betätigungsmittelsensors dargestellt. Die Positionen des Betätigungsmittels
12 können die Positionen eines Gangschalthebels 12 eines Kraftfahrzeuges
repräsentieren, wobei Teilbereiche der Positionen des Gangschalthebels den
Positionen von eingelegten Gänge entsprechen.
Das Signal 100 des Betätigungsmittelsensors weist eine Bandbreite von dem
minimalen Signal U₀ 104 bis zu dem maximalen Signal Umax 105 auf. Im
Signalbereich zwischen den Extremalwerten U₀ und Umax (104, 105) befinden
sich die Signale des Betätigungsmittelsensors, wie Sensor, welcher an dem
Gangschalthebel angelenkt ist, welche Positionen repräsentieren, die bei den
eingelegten Gängen eines Getriebes von dem Betätigungsmittel, wie
Gangschalthebel, eingenommen werden können bzw. überstrichen werden,
wenn das Betätigungsmittel bewegt wird.
Das Betätigungsmittelsensorsignal 100 weist in diesem Ausführungsbeispiel
eine eindimensionale Charakteristik auf. Die in Fig. 4 dargestellte, ein
dimensionale Charakteristik des Betätigungsmittelsensorsignales repräsentiert
die Bewegung des Betätigungsmittels entlang der Schaltwege in der Schalt
kulisse, ohne Berücksichtigung von Wegstrecken entlang des Wählweges,
wie es bei Bewegungen des Betätigungsmittels vorkommt bei welchen die
Schaltgasse gewechselt wird.
Das Wegsignal 100 kann nicht in jedem Fall direkt Aufschluß über die
gewählte Schaltgasse geben, da der Wechsel in eine andere Schaltgasse mit
dem Signal 100 nicht eindeutig detektierbar ist. Eine Auswertung des
Signales 100 als Funktion der Zeit und/oder mögliche zeitliche Ableitungen
des Signales 100 lassen Aussagen bezüglich eines Wechsels von Schaltgas
sen zu, was mit dem Steuergerät ermittelt werden kann.
Bei einem Wechsel einer Schaltgasse findet eine Phase der Betätigungsmittel
bewegung statt, die entlang des Schaltweges nahezu ruht. Bei einer
Auswertung des Betätigungsmittelsensorsignales durch die Steuereinheit
kann ein solcher Wechsel der Schaltgassen anhand von Zeitdauervergleichen
des Signales identifiziert werden.
Ist jedoch die Stellmittelposition aufgrund der ermittelten Daten des
Stellmittelsensors und des Betätigungsmittelsensors eindeutig ermittelt, kann
der eingelegte Gang bestimmt werden. Weiterhin kann bei einer zeitabhängi
gen Detektion der jeweiligen Positionen frühzeitig erkannt werden, in welchen
Gang das Getriebe geschaltet wird, bevor der Schaltvorgang beendet ist.
Bei einer Anlenkung eines Sensors am Betätigungsmittel, bei welcher auch
der Wählweg detektiert wird, kann eine eindeutige Gangerkennung mittels
des Betätigungsmittelsensorsignales durchgeführt werden. Eine solche
Anlenkung kann beispielsweise über ein Gelenk erfolgen, das mittels eines
Hebels den Sensor mit dem Betätigungsmittel verbindet.
Das Steuergerät mit einem implementierten Steuer- oder Regelverfahren kann
einen Verfahrensschritt aufweisen, der aus der Bewegung des Betätigungs
mittels und des Stellmittels als Funktion der Zeit die jeweiligen Synchronisier
positionen der einzelnen Gänge feststellt und mittels dieser Positionen den
eingelegten Gang erkennt und entsprechend auch die aktuell gewählte
Schaltgasse erkennt.
Das Signal mit einem Wert entsprechend der Position 101 des Betätigungs
mittelsensorsignales 100 stellt die Neutralposition des Betätigungsmittels dar.
Die bei 102 zusammengefaßten Betätigungsmittelsensorsignale repräsentie
ren die Positionen des Betätigungsmittelsensorsignals bei den eingelegten
Gängen 2, 4 oder den Rückwärtsgang, wobei die Betätigungsmittelsensorsi
gnale, welche bei 103 zusammengefaßt sind, die Lage des Betätigungsmittels
bei den eingelegten Gängen 1, 3 oder 5 entsprechen, wenn beispielsweise
von der Schaltkulisse der Fig. 2b ausgegangen wird.
Bei Vorliegen einer dazu unterschiedlichen Schaltkulisse ordnen sich die
Gangpositionen entsprechend unterschiedlich an. Die im Signalbereich 102
zusammengefaßten Signale entsprechen Gangpositionen, die beim Einlegen
eines Ganges eine Bewegung des Betätigungsmittels in eine Richtung
erfordern während die im Signalbereich 103 zusammengefaßten Signale eine
Bewegung des Betätigungsmittels in eine andere Richtung erfordern.
Die zu Gruppen 102 oder 103 zusammengefaßten Signale 102a bis 102c
oder 103a bis 103c des Betätigungsmittelsensors repräsentieren somit
jeweils die Positionen des Betätigungsmittels innerhalb der Schaltkulisse, die
vom Neutralbereich aus betrachtet eine Bewegung in die eine (untere) oder in
die andere (obere) Richtung voraussetzen. Die Positionen des Betätigungs
mittels in den Gängen 1, 3 oder 5 zeigen bei einem eingelegten Gang,
bedingt durch die Bauart und Toleranzen des Getriebes möglicherweise unter
schiedliche Positionen, wobei dies ebenfalls bei den Gängen 2, 4, Rückwärts
gang der Fall sein kann. Diese möglichen unterschiedlichen Positionen können
ermittelt und/oder adaptiv erfaßt und zur Gangerkennung herangezogen
werden. Dies bedeutet, daß durch eine Erkennung der Lage der Synchroni
sierposition eine für die Gangposition typische Größe detektiert werden kann
und somit eine Detektion der eingelegten Gangposition durchgeführt werden
kann.
Die Werte der Synchronisierpositionen können innerhalb der Lebensdauer des
Fahrzeuges variieren oder sich ändern, wobei diese Änderungen erfaßt und
bei der Gangerkennung berücksichtigt werden kann. Eine solche Adaption
kann in verschiedenen Betriebszuständen erfolgen.
Die Detektion des Betätigungsmittelweges mittels des Betätigungsmittel
sensors entlang des Schaltweges, kann die Bewegung des Betätigungsmittels
von einer Position in eine andere Position aufnehmen. Eine Unterscheidung
zwischen den jeweiligen Gängen, welche in den Gruppen 102 oder 103 zu
sammengefaßt sind, kann durch die unterschiedlichen Synchronisierpositio
nen und/oder Endpositionen des Betätigungsmittels erfolgen. Weiterhin ist im
Zusammenwirken mit dem Signal des Stellmittelsensors eine eindeutige
Zuordnung möglich.
Die Synchronisierposition oder die Gassenendlage oder die Endpositionen
können mittels einer zeitlichen Analyse der jeweiligen Signale ermittelt
werden. Bewegt oder schaltet man das Betätigungsmittel in Richtung eines
Ganges und überstreicht die Synchronisierposition oder die Rastierposition, so
wird kurzzeitig ein verändertes Weg-Zeit-Verhalten der Sensorsignale
auftreten, da in den obengenannten Positionen zusätzliche Kräfte wirken, die
das Weg-Zeit-Verhalten ändern. Diese Kräfte sind durch den Aufbau des
Getriebes bedingt.
Die Änderung beispielsweise der Steigung eines Weg-Zeit-Signales kann
mittels der Steuereinheit bestimmt werden und als eine der obigen charak
teristischen Punkte identifiziert werden. Als Beispiel sei die Fig. 15 angeführt,
in welcher ein Weg-Zeit-Verhalten dargestellt ist.
Eine Schaltabsicht kann ebenfalls aus den Sensorsignalen ermittelt werden,
wobei verschiedene Verfahren zur Schaltabsichtserkennung durchgeführt
werden können. Eine Möglichkeit besteht darin, daß die Sensorsignale oder
zumindest ein Signal eines Sensors überwacht wird und anhand der zeitlichen
Veränderung des Signales als Hinweis, wie Signal, für eine Absicht der
Bewegung festgelegt wird. Ist beispielsweise das Betätigungsmittel im
wesentlichen in Ruhe und ein Sensor detektiert ab einem Zeitpunkt t₀ eine
veränderte Position des Betätigungsmittels, so kann eine Schaltabsicht
vorliegen. Ebenso kann eine Schaltabsicht vorliegen, wenn für die Position
oder die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung ein Schwellenwert
überschritten wird, der nicht im Bereich der Ruheposition liegt.
In diesem Falle vergleicht die Steuereinrichtung den Wert des Sensorsignales
mit einem in einem Speicher abgelegten Wert und bei Überschreitung oder
Unterschreitung des Wertes durch das Signal wird eine Schaltabsicht erkannt
und die Kupplung mittels des Steuergerätes und des Stellglieds derart ange
steuert, daß sie geöffnet wird, um einen Schaltvorgang zu erlauben.
Bei der Schaltabsichtserkennung ist es von Vorteil, wenn die eingehenden
Signale derart ausgewertet werden, daß ein Schwingen des Schalthebels
aufgrund von Vibrationen im Fahrzeug kein Schaltabsichtssignal erzeugt.
Wenn ein Schaltabsichtssignal in der Steuereinheit registriert wird, wird die
Kupplung so weit geöffnet, das heißt das Stellglied derart mit einem Sollwert
angesteuert, daß kein Drehmoment übertragen wird und ein Gangwechsel
durchgeführt werden kann.
Die aus dem Weg-Zeit-Signal des Betätigungsmittelsensors ermittelbaren
zeitlichen Ableitungen des Betätigungsmittelweges, entsprechend der Ge
schwindigkeit oder der Beschleunigung des Betätigungsmittels, lassen eine
Erkennung einer beabsichtigten Bewegung des Betätigungsmittels, eine
Schaltabsichtserkennung zu. Die Schaltabsichtserkennung bzw. die
Erkennung einer beabsichtigten Bewegung des Betätigungsmittels kann
aufgrund von Vergleichen der zeitlichen Änderung der Lage des Betätigungs
mittels oder der Geschwindigkeit oder der Beschleunigung des Betätigungs
mittels im Vergleich zu Referenzwerten bestimmt werden, wobei die
Referenzwerte adaptiv bestimmt und/oder festgelegt werden können.
Die Gangerkennung kann auch mit einem Signal in Abhängigkeit des
Betätigungsmittelweges, der Betätigungsmittelgeschwindigkeit und/oder der
Betätigungsmittelbeschleunigung durchgeführt werden, wobei diese Signale
aufgrund eines verarbeiteten und/oder gefilterten und/oder aufsummierten
Signales ermittelt werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn schon frühzeitig, d. h. im Laufe des
Schaltvorganges, erkannt wird, in welchen Gang geschaltet wird. Dadurch
kann rechtzeitig ermittelt werden, mit welcher Anpressung oder mit welcher
Geschwindigkeit die Kupplung geschlossen werden soll, um in einem
festgelegten Gang den Schlupf zwischen Antriebs- und Abtriebsseite der
Kupplung optimal einzustellen oder zu verhindern. Durch das frühzeitige
Erkennen des aktuellen Ganges kann ein komfortabler Einkuppelvorgang
gesteuert werden. Durch eine ständige Überwachung der Bewegung oder der
Position des Stellmittels oder des Betätigungsmittels kann eine Änderung der
Positionen dieser Mittel jederzeit registriert werden. Durch eine im wesentli
chen kontinuierliche Detektion des Weges dieser Mittel können nicht nur die
Endlagen detektiert werden, sondern es kann jede Zwischenposition zu jedem
Zeitpunkt erkannt werden. Diese kontinuierliche oder stetige Detektion der
Positionen des Stellmittels und/oder des Betätigungsmittels benötigt
Sensoren, die über den nutzbaren Wegbereich im wesentlichen kontinuierlich
arbeiten.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erkennung einer Schaltabsicht
kann das Steuerverfahren anhand der zeitlichen Veränderungen der Betäti
gungsmittelsensorsignale bzw. anhand der davon abgeleiteten zeitlichen
Ableitungen unterscheiden, ob eine gewünschte Änderung der Lage des
Betätigungsmittels vorliegt, also eine Schaltabsicht vorliegt oder ob eine
unbeabsichtigte Änderung der Lage des Betätigungsmittels vorliegt, wie es z. B.
bei auf das Betätigungsmittel übertragenen Schwingungen des Kraftfahr
zeuges der Fall ist.
Weiterhin ist es möglich anhand von Eigenschwingungen des Betätigungs
mittels zu unterscheiden, ob das Betätigungsmittel ein verändertes Schwin
gungsverhalten aufweist, wie es z. B. durch Handauflegen verursacht sein
kann.
In Fig. 5 ist das Signal 110, 220 des Stellmittelsensors als Funktion des
Weges s und eine schematisch angedeutete Schaltkulisse 200 dargestellt.
Die Schaltkulisse 200 eines Kraftfahrzeuges sei beispielhaft als Kulisse eines
5-Ganggetriebes mit Rückwärtsgang dargestellt, wobei die Gänge 1 bis 5
durch die Positionen 201 bis 205 dargestellt werden und die Position des
Rückwärtsganges durch die Position 206 dargestellt wird. Der Weg oder die
Position im Schaltschema wird entsprechend den Pfeilen auf ein eindimensio
nales Sensorsignal s projiziert.
Das Signal des Stellmittelsensors 220 umfaßt den Bereich von dem
minimalen Signal US0 215 bis zu dem maximalen Signal USmax 214. Die
Positionen 201 bis 206, welche die Endpositionen der Schaltgassen der
Schaltkulisse darstellen, werden durch die Signalwerte 208 bis 213 des
Stellmittelsensorsignales repräsentiert.
Befindet sich das Stellmittel in der Position 201, welche den ersten Gang
darstellt, so weist das Stellmittelsensorsignal den Wert 208 auf. Wird das
Stellmittel von der Position 201 in die Position 202 überführt, das heißt in
den 2. Gang überführt, so ändert sich das Signal des Stellmittelsensors von
dem Signalwert 208 auf den Signalwert 209. Entsprechendes gilt für eine
Änderung der Lage des Stellmittels von der Position 203 in die Position 204,
wobei dabei das Signal des Stellmittelsensors von dem Wert 210 auf den
Wert 211 verändert wird. Wird die Stellung des Stellmittels von Position 205
in die Position 206 geändert, ändert sich das Signal des Stellmittelsensors
von dem Wert 212 auf den Wert 213. Eine Bewegung des Stellmittels in
nerhalb einer Schaltgasse der Schaltkulisse führt zu einer Änderung des
Signales des Stellmittelsensors von einem der Betriebspunkte 208 bis 213 zu
einem der benachbarten Betriebspunkte 208 bis 213.
Bei einem Wechsel des Stellmittels von einer Schaltgasse zu einer anderen
Schaltgasse werden die Signalwerte 221 und/oder 222 im Signalbereich des
Stellmittelsensors erreicht und überschritten. Die Erkennung eines Erreichens
bzw. Überschreitens eines der beiden Werte 221 und/oder 222 wird von dem
Steuerverfahren als Wechsel einer der Schaltgassen gedeutet.
Wird das Stellmittel beispielsweise aus der Position 201 in die Position 203
gebracht, so ändert sich der Wert des Stellmittelsensorsignales vom Wert
208 auf den Wert 210. Bei dieser Änderung von dem Wert 208 auf den Wert
210 wird zwischenzeitlich der Wert 209 erreicht. Da der Wert 209 die Stell
mittelposition 202 repräsentiert, erkennt die Steuereinheit oder das Steuer
verfahren, daß der Wert 209 nicht langfristig eingestellt wird, sondern nur
kurzzeitig erreicht und überschritten wird. Um ein Überschreiten eines Signal
wertes als Hinweis für einen Wechsel der Schaltgassen zu werten, kann
ebenfalls das Signal des Betätigungsmittelsensors herangezogen werden. Im
Falle eines Überstreichens z. B. des Positionssignales 209 bei einem Wechsel
der Schaltgasse befindet sich das Signal 100 des Betätigungsmittelsensors
im Bereich des Wertes 101. Dieser Signalwert 101 repräsentiert, daß sich
das Betätigungsmittel in der Neutral- oder Leerlaufposition oder im Bereich
des Wählweges befindet. Eine Kombination der Informationen der Signale
100 und 220, 320 ermöglicht somit eine eindeutige Identifikation des einge
legten Ganges bzw. der aktuellen Position des Stellmittels.
Bei Überschreiten des Wertes 221, 222 erkennt die Steuereinheit oder das
Steuerverfahren, daß die Schaltgasse gewechselt wird und bei stationärem -
Erreichen des Wertes 210, 212 stellt das Steuerverfahren fest, daß die
Stellung 203, 205 des Stellmittels erreicht ist. Eine Kombination der Signale
100 und 220, 320 läßt auch in diesem Fall eine eindeutige Aussage zu.
In Fig. 6 ist die Schaltkulisse 300 und ein Stellmittelsignal 320 dargestellt.
Die Zuordnung der Positionen 301 bis 306 des Stellmittels innerhalb der
Schaltkulisse zu einem Stellmittelsensorsignal 320 erfolgt nun im Vergleich
zur Fig. 5 in einer anderen Art und Weise. Die Anordnung der Signalwerte
308 bis 313 im Bereich des Stellmittelsensorsignales 320 in bezug auf die
Extremalwerte 314 und 315 sowie in bezug auf die Positionen 301 bis 306
des Stellmittels in der Kulisse ist bei dieser Ausführungsvariante derart
gewählt, daß die Werte des Signales die von Position einer Gasse stammen,
nicht unmittelbar benachbart sind. Beispielsweise muß beim Übergang von
Position 301 in Position 302 das Signal vom Wert 308 auf den Wert 311
verändert werden, wobei die Signalwerte 309 und 310 überschritten werden
müssen, welche den Positionen 303 bzw. 305 entsprechen. Die Erkennung
des eingelegten Ganges kann im stationären Zustand wieder eindeutig
durchgeführt werden. Im dynamischen Falle muß das Steuerverfahren die
Dynamik des Stellmittelsensorsignales auswerten, um festzustellen, ob ein
Wert des Stellmittelsignales nur kurzzeitig eingenommen bzw. durchschritten
wird oder ob ein Signalwert langfristig eingestellt wird. Zur Erkennung der
eindeutigen Lage des Ganges kann ebenfalls das Signal des Betätigungs
mittelsensors verwendet werden.
Der in den Fig. 5 und 6 dargestellte äquidistante Abstand der Signalwerte
208 bis 213 oder 308 bis 313 entspricht der Anwendung einer speziellen
Ausführungsform einer Anlenkung mittels, beispielsweise Kurvenscheibe oder
Nockenteil oder Gestänge als Übertragungsmittel, wobei die Kurvenscheibe
zum Beispiel als zweidimensionale oder dreidimensionale Kurvenscheibe
gestaltet sein kann und beispielsweise eine nicht äquidistante Anordnung der
Signalwerte erzeugt, welche speziellen Gangpositionen entsprechen. Die
Anordnung der Signalwerte hängt davon ab, welche Anlenkung Verwendung
findet. Ebenso können äquivalente Ausführungsformen vorgesehen sein,
welche äquidistante oder nicht äquidistante Signalwerte den entsprechenden
Gangpositionen zuweisen.
Das zweidimensionale System der Schaltkulisse 200, 300 wird durch die
erfindungsgemäße Vorrichtung auf ein eindimensionales Stellmittelsensorsi
gnal 220, 320 transformiert. Das Stellmittelsignal trägt Informationen über die
Lage des Stellmittels in der Schaltgasse und über den Wechsel von einer
Schaltgasse in eine andere Schaltgasse. Bei einer Stellung des Stellmittels in
einer der möglichen Ruhelagen (201 bis 206, 301 bis 306), ist das Signal des
Stellmittelwegsensors eindeutig. Bei einer Stellungsänderung des Stellmittel
innerhalb der Schaltkulisse kann es bei der Einstellung der Neutralposition
bzw. beim Durchschreiten der Neutralposition zu einem "Überstreichen" oder
"Überfahren" einer Gangposition, d. h. zu einem überschreiten eines
Signalwertes entsprechend einer Gangposition kommen.
Die Detektion der Betätigungsmittelposition mit Hilfe des Betätigungsmittel
sensors kann von dem Steuerverfahren dazu benutzt werden, daß das beim
Überschreiten der Neutralposition nicht eindeutige Stellmittelsensorsignal
richtig bewertet wird.
Die Dynamik des Betätigungsmittels und/oder des Stellmittelsignales wird
detektiert und zur Unterscheidung herangezogen, ob ein Wert des Stellmittel
sensorsignales erreicht und eingestellt wird oder überschritten wird, um einen
anderen Wert des Stellmittelsensorsignales zu erreichen. Die Steuerung
erkennt anhand der Dynamik des Betätigungsmittelsignales und/oder des
Stellmittelsignales, ob mit Hilfe des Stellmittels ein bestimmter Gang
eingelegt wurde und somit ein bestimmter Wert des Stellmittelsignales über
einen gewissen Zeitraum konstant bleibt oder nahezu konstant bleibt oder ob
das Stellmittel bewegt wird oder sich im Neutralbereich befindet oder ein
Wert des Stellmittelsignales nur kurzzeitig erreicht wird und überschritten
wird, der einer Position eines eingelegten Ganges entspricht.
Für das Steuern eines automatisierten Kupplungssystemes mit komfortablem
Verhalten beim Ein- und Auskuppeln, können die Informationen bezüglich der
Positionen und/oder Geschwindigkeiten und/oder Beschleunigungen des
Betätigungsmittels und des Stellmittels zur Steuerung herangezogen werden.
Im Falle eines Defektes oder Fehlers oder Ausfalles eines der beiden
Sensoren, wie Stellmittelsensor oder Betätigungsmittelsensor kann der
jeweils nicht beeinträchtigte Sensor Notlaufeigenschaften gewährleisten.
Die Notlaufeigenschaften werden beispielsweise dadurch gewährleistet, daß
bei Ausfall des Betätigungsmittelsensors die Erkennung der Lage des
Stellmittels durch das Signal des Stellmittelsensors gewährleistet ist und die
Dynamik des Betätigungsmittels durch die Dynamik des Stellmittels hinrei
chend detektiert und/oder adaptiert werden kann, um einen zumindest
eingeschränkten Betrieb des Systems zu gewährleisten.
Bei Kraftfahrzeugen mit einer im wesentlichen steifen, nicht gedämpften
Verbindung 13 zwischen dem Betätigungsmittel 12 und dem Stellmittel 14
kann eine Auswertung und/oder Adaption der Dynamik des Stellmittels dazu
benutzt werden, die Schaltabsichtserkennung über den Stellmittelsensor im
Rahmen der Notlaufeigenschaften zu gewährleisten.
Bei einem Defekt oder Fehler oder Ausfall des Stellmittelsensors kann anhand
des Signales des Betätigungsmittelsensors mit Hilfe einer Auswertung oder
Adaption des Betätigungsmittelsignales eine Gangerkennung im Rahmen von
Notlaufeigenschaften durchgeführt werden. Diese Gangerkennung wird
dadurch erzielt, daß zum Beispiel die Synchronisierposition mit Hilfe des
Betätigungsmittelsensors festgestellt wird. Dies ist mit Hilfe des Betätigungs
mittelsensors dahingehend möglich, wenn die Synchronisierpositionen der
einzelnen Gänge, der in den Gruppen 102 bzw. 103 zusammengefaßten
Gänge nicht identisch sind und somit aufgrund der Dynamik des Weg-Zeit-
Verhaltens des Betätigungsmittelsignales adaptierbar und somit auch unter
scheidbar sind.
Weiterhin kann mittels des Drehzahlverhaltens von beispielsweise Ein
gangsdrehzahl zu Ausgangsdrehzahl des Getriebes der eingelegte Gang
ermittelt werden, wenn die Kupplung zu schließen beginnt oder geschlossen
wird. Aus abgespeicherten Referenzwerten im Vergleich zu den Realwerten
kann eine Gangposition bei gegebenem Einrückweg durch die Steuereinheit
ermittelt werden.
Die in den vorhergehenden Figuren dargestellten Übertragungsmittel arbeiten
mittels eines Übertragungsmittels, wie einer Kurvenscheibe oder Nockenteil,
die zweidimensional oder dreidimensional ausgebildet sein kann, und einem
an der Kurvenscheibe anliegenden Mittel, so daß eine zweidimensionale
Bewegung der Kurvenscheibe in eine eindimensionale Bewegung des an der
Kurvenscheibe anliegenden Mittels transformiert wird und die Bewegung
dieses Mittels mittels eines Sensors detektiert wird.
In den folgenden Figuren sind Ausführungsbeispiele gezeigt, bei welchen
mittels eines gelenkig angekoppelten Hebels eine oben beschriebene
Transformation erreicht wird. Der eingesetzte Sensor ist beispielsweise ein
Sensor mit einer drehbaren Eingangswelle, wobei die aktive Betätigungs
richtung eindimensional ausgebildet ist. Ein solcher Sensor erlaubt nur eine
eindimensionale Bewegung, wobei eine Federbeaufschlagung des Sensorar
mes in eine Betätigungsrichtung die Bewegung des Sensorarmes eindeutig
der Bewegung des Stellmittels zuordnet.
Die Fig. 7a zeigt schematisch einen Sensor 400 mit einer zentralen
Drehachse 401 und einem Hebel 402, welcher mit der Drehachse 401
drehfest verbunden ist, wie beispielsweise verschraubt oder verstemmt oder
einteilig ausgebildet ist, so daß bei Verdrehung oder Kraftbeaufschlagung des
Hebels 402 die Sensorachse 401 um einen Winkelbetrag verdreht wird.
Innerhalb des Sensors 400 oder innerhalb des Sensorgehäuses 400a, in
dieser Darstellung nicht zu erkennen, ist ein Mittel zur Detektion der Position
der Drehachse 401 angeordnet, welches über eine elektrische Verbindung
403 das Signal bezüglich der Stellung der Achse 401 an eine zentrale
Steuereinheit weiterleitet. Dies ist aber für Sensoren Stand der Technik und
soll hier nicht weiter diskutiert werden.
Weiterhin zeigt die Fig. 7a schematisch eine Schalt-/Wählwelle, bzw. einen
Wahlhebel, in einem Ausschnitt 404, wobei das Bauteil 404 sowohl in axialer
Richtung entsprechend dem Pfeil 405 bewegt werden kann oder auch in einer
Rotationsbewegung um die Rotationsachse 406 entsprechend dem Pfeil 407
bewegt werden kann.
An dem Bauteil 404 ist ein Ansatzmittel 408 angebracht, an welches ein Ver
bindungsmittel 409 angreift, welches wiederum mit dem Hebel 402 des
Sensors 400 verbunden ist. Die Verbindung im Bereich 410 zwischen dem
Verbindungsmittel 409 und dem Hebel 402 sowie die Verbindung im Bereich
408 zwischen dem Bauteil 404 und dem Verbindungsmittel 409 ist als
Kugelgelenk, Kardangelenk oder Universalgelenk ausgestaltet.
Der Hebel 402 kann mittels eines Federelementes, welches in der Abbildung
nicht dargestellt ist, in eine Drehrichtung beaufschlagt sein. Aufgrund einer
axialen Verlagerung oder Rotationsbewegung um die Rotationsachse 406
oder einer kombinierten Bewegung des Bauteiles 404 wird der Hebelarm 402
des Sensors 400 in eine Drehbewegung um die Rotationsachse 401 versetzt.
Durch diesen Vorgang wird eine zweidimensionale Bewegung des Bauteiles
404, wie beispielsweise Schalt-/Wählwelle oder Schalthebel oder Schalt
stange, in eine eindimensionale Bewegung des Sensorarmes bzw. der Sensor
achse 401 transformiert und detektiert.
Die Fig. 7b zeigt die Anordnung des Sensors 400 mit seiner Drehachse 401
und dem Sensorarm 402 sowie dem Bauteil 404, wie Schalt-/Wählwelle oder
Schaltstange oder Schalthebel. An dem radial äußeren Ende 402a des
Sensorarmes 402, wie Hebels, ist ein Kugelgelenkkopf 410 angebracht oder
angeordnet oder einteilig ausgebildet. Ebenso ist an dem Bauteil 404 ein
Schwenkarm 411 angebracht oder angeformt, welcher an seinem radial
äußeren Ende 412 weiterhin einen Gelenkkopf aufweist. Die Gelenkköpfe 410
und 412 des Sensorarmes 402 und des Schwenkarmes 411 sind über ein
Verbindungsmittel 409 miteinander verbunden, wobei das Verbindungsmittel
an seinen beiden Endbereichen je eine Gelenkschale aufweist, welche an die
Gelenkköpfe angebracht, wie aufgeklebt, werden können. Die Gelenkver
bindungen im Bereich der Kugelgelenke erlauben eine Relativbewegung der
beweglichen Bauteil 411 und 402.
Auf die Fig. 7b zeigt, daß unter einer axialen translatorischen Bewegung
oder einer Rotationsbewegung bezüglich der Rotationsachse 406 des
Bauteiles 404 eine Verlagerung des Sensorarmes 402 um einen gewissen
Winkelbetrag resultiert und somit die zweidimensionale Bewegung des
Bauteiles 406 mittels eines eindimensional wirkenden oder sensierenden
Sensors detektiert werden kann.
Die Fig. 7c zeigt, eine Anordnung von zwei Sensoren 420 und 421 mit Ver
bindungskabeln 422a und 422b, wobei die Sensoren Hebelarme 423 und
424 aufweisen. Der Ausschnitt 425 der Schalt-/Wählwelle bzw. der
Schaltstange oder des Schalthebels zeigt zwei Ansätze 426a, 426b zur
Anbringung eines Verbindungsmittels, wie beispielsweise 427 und 428.
Weiterhin befinden sich an den Schwenkarmen der Sensoren 420, 421 Ku
gelgelenkköpfe 429 und 430, welche die gleiche Funktion aufweisen, wie in
den Fig. 7a und 7b dargestellt. Um eine bessere Auflösung und eine
unterschiedliche Charakteristik der beiden Sensoren 420 und 421 zu erhalten,
sind die Winkelverhältnisse in der Anordnung als auch die Abmessungen der
Verbindungselemente 427 und 428 der beiden unterschiedlichen Sensoren
420, 421 voneinander verschieden, d. h. die Länge der Verbindungselemente
und die Winkel in der Neutralstellung unterscheiden sich.
Die Fig. 8 zeigt eine Anordnung 500 von Sensoren 501, 502, welche von
einem Träger, wie Trägerblech, 503 getragen werden. Die Sensoren 502,
503 sind auf dem Trägerblech 503 mittels Schrauben oder Nieten 503a
befestigt und weisen einen Anschlußstecker 504a bzw. 504b auf, welcher
eine Signalverbindung zu der zentralen Rechner- oder Steuereinheit herstellt,
damit die Sensorsignale verarbeitet werden können. Das Verbindungskabel ist
in der Abb. 8 nicht dargestellt.
Weiterhin weisen die Sensoren jeweils einen Sensordreharm 505 und 506
auf, an welchem jeweils ein Verbindungsmittel 507, 508 angeordnet ist,
wobei die Verbindungsmittel wiederum mit der Schalt-/Wählwelle, bzw.
einem daran angeordneten Trägerblech 509, verbunden sind.
Das Trägerblech 509, welches an der Schalt-/Wählwelle angeordnet ist, ist
über Universalgelenke oder Kugelgelenke mit den Verbindungsmitteln 508,
507 verbunden, und diese wiederum sind über Kugel- bzw. Universalgelenke
mit den Sensorhebelarmen 505 bzw. 506 verbunden. Das Trägerblech 509
ist derart ausgebildet, daß die Anlenkungsbereiche der Kugel- bzw. Univer
salgelenke nicht in der gleichen Ebene angeordnet sind. Dadurch, und durch
die daraus resultierende unterschiedliche Hebelarmlänge der Verbindungs
mittel 507, 508, wird erreicht, daß die Sensoren 501 und 502 bei einer
Bewegung, wie Translation oder Rotation der Schalt-/Wählwelle und des
damit verbundenen Bauteiles 509, keine gleichen oder synchronen Signale
liefern, so daß aufgrund der Anlenkung die unterschiedlichen Signale
verarbeitet werden können.
Die Anlenkung der Sensoren mittels der mechanischen Verbindungsmittel
über die Kugelgelenke, Kardangelenke oder Universalgelenke, erfolgt in einer
Art und Weise, so daß eine Bewegung des Bauteiles 509 in reiner Translation
entlang der Rotationsachse der Schalt-/Wählwelle, bzw. in Rotations
bewegung um die Rotationsachse, jeweils von den Sensoren 501 und 502
detektiert werden kann. Eine überlagerte Dreh- und Translationsbewegung
des Bauteiles 509 wird ebenso durch die Sensoren detektiert.
Die Kugelgelenkverbindungen sind mit 510, 511, 512 und 513 bezeichnet
und bestehen im wesentlichen aus einem Kugelgelenkkopf 514, welcher mit
der Platte 509 oder den Sensorhebelarmen 505, 506 verbunden, wie einteilig
ausgebildet oder eingeschraubt, festgenietet oder geklemmt oder geklebt,
sind. Die Verbindungsmittel, wie Gestänge, 507, 508 weisen jeweils an ihren
Endbereichen Teile der Kugelgelenkverbindungen auf, welche auf die
Kugelgelenkköpfe aufgebracht, wie eingeclipst oder eingeschnappt, werden.
Im zusammengefügten Zustand ist eine drehbare Verbindung durch das
Kugelgelenk oder Universalgelenk gewährleistet.
Die Fig. 9a und 9b zeigen die Anordnung 500 der Abb. 8 in jeweils
einer Seitenansicht. Man erkennt in der Fig. 9a sowie in der Fig. 9b die
Sensoren 501, 502 mit ihren Steckerbereichen 504a, 504b, wobei der
Verbindungsstecker nicht dargestellt ist. Weiterhin erkennt man die Befesti
gungsplatte 509, welche die Verbindung zu der Schalt-/ Wählwelle herstellt,
wobei dieses Trägerblech auch mit der Schalt-/Wählwelle einteilig ausgebildet
sein kann. Die Kugelgelenke 511, 510, 512 lassen erkennen, daß eine
Bewegung des Elementes 509 über die Verbindungsmittel 507, 508 eine
Bewegung der Sensordreharme bewirkt.
Die Fig. 10a zeigt eine Anordnung von zwei Sensoren 550, 551, welche
über Bowdenzüge 552, 553, mit der Schalt-/Wählwelle verbunden sind. Die
Anlenkung der Bowdenzüge 552, 553 erfolgt an der Schalt-/Wählwelle über
Kugelgelenke, bzw. Universalgelenke 554, wobei die Richtung der Anlenkung
der beiden Bowdenzüge einen Winkel zueinander bilden, so daß die Sensoren
550 und 551 aufgrund der unterschiedlichen Bewegungen der Schalt-
/Wählwelle 555 jeweils unterschiedliche Signale erzeugen.
Weiterhin ist zu erkennen, daß die Sensoren in einer Box, wie einem
Gehäuse, 556 angeordnet sind. Die Anschlußbereiche zwischen dem
Bowdenzugeingang in die Box als auch am Anschlußbereich der Schalt-
/Wählwelle befinden sich Federbalge bzw. Kunststoffbalge, welche eine im
zumindest wesentlichen schmutzdichte Verbindung, aber trotzdem noch
bewegliche Verbindung, zwischen der Bowdenzugummantelung und dem
eigentlichen Bowdenzug erzeugen, so daß die Führung des Bowdenzuges vor
Verschmutzung geschützt werden kann. Die Balge sind mit dem Bezugs
zeichen 557 gekennzeichnet.
Die Fig. 10b zeigt einen Sensor 570, welcher Bewegungen eines Teiles, wie
Schalt-/Wählwelle 572, über ein Verbindungsmittel 573 und einen Hebelarm
574 als Rotationsbewegung der Rotationsachse 571 detektiert. Die
Verbindung zwischen dem Hebelarm 574 und der Schalt-/Wählwelle 572 wird
über ein Verbindungselement mit Universalgelenken realisiert. Weiterhin zeigt
die Fig. 10b einen Sensor 580, welcher als Transversalsensor ausgelegt ist,
bzw. Linearsensor ausgelegt ist, wobei das Element 581 des Sensors 580 in
transversaler Bewegung den Sensor ansteuert und über ein Kurvengetriebe
mit Zwangsführung, wie Schlaufe 582, eine Verbindung mit der Schalt-
/Wählwelle 572 erzeugt.
Die Fig. 11 zeigt ein Anwendungsbeispiel für eine Anlenkung eines Sensors
am Schalt- bzw. Wahlhebel des Fahrzeuges. Der Schalt- bzw. Wahlhebel 100
weist einen Griffbereich 601 auf, an welchem der Schalt- bzw. Wahlhebel
bedient wird. Weiterhin ist der Schalt- bzw. Wahlhebel in einem Bereich 602
über ein Kugelgelenk, bzw. ein anderes Gelenk, beweglich bzw. bewegbar
gelagert.
Weiterhin erkennt man in der Fig. 11 einen Basisbereich 603, an welchem
der Sensor 604 über ein Trägerelement 605 befestigt ist. Der Sensor 604 ist
wieder in der Art und Weise eines Drehsensors, wie beispielsweise Drehpo
tentiometers, ausgestaltet mit einer Drehachse 606 und einem Hebelarm
607.
Zwischen dem Hebelarm 607 und dem Schalt- bzw. Wahlhebel 600 ist eine
Verbindung über das Verbindungsmittel 610 eingerichtet, wobei die
Verbindung zwischen dem Hebelarm 607 und dem Verbindungsmittel 610
über ein Kugelgelenk 611 und ein Kardangelenk 612 realisiert ist.
Das Kugelgelenk erlaubt eine Bewegung des Bauteiles 610 in bezug auf das
Bauteil 607 und kann in einfacher Kunststoffausführung realisiert sein und
auf den Kugelkopf des Bauteiles 607 aufgeclipst sein.
Das Kardangelenk 612 besteht aus einem ersten Ringbereich 613, welcher
eine Befestigungsschraube 614 aufweist, welche beim Anziehen der
Schraube eine Verklemmung zwischen dem Ring 613 und dem Wahlhebel
600 gewährleistet. Das Bauteil 615 ist im Bereich der Schwenklagerung 616
schwenkbar mit dem Bauteil 613 verbunden. Das Verbindungsteil 610 ist
wiederum im Bereich der Drehachse 617 drehbar mit dem Bauteil 615
verbunden. Durch die Anordnung 612 mit der Schwenkachse 616 und der
Drehachse 615 kann eine Verbindung zwischen dem Bauteil 610 und dem
Bauteil 600 erreicht werden, welche zwei Freiheitsgrade der Bewegung
aufweist. Die Anordnung der Fig. 11 zeigt eine Anordnung eines Schalt
bzw. Wahlhebels und eines Sensors, wobei jede Bewegung des Schalt- bzw.
Wahlhebels entlang der Schaltgassen oder bei einem Wechsel der Schaltgas
sen mittels des Sensors detektiert wird. Die Information wird über eine
Signalverbindung, wie Kabel 620, an eine nachgeordnete zentrale Steuer
einheit weitergeleitet und dort verarbeitet. Mittels der Signale des Sensors
604 kann beispielsweise eine Gangerkennung bzw. eine Schaltabsichts
erkennung durchgeführt werden, wobei die Orts-, Geschwindigkeits- und
Beschleunigungswerte, welche detektiert und/oder berechnet sind, zur
Schaltabsichtserkennung bzw. zur Gangerkennung herangezogen werden
können.
Die Fig. 12a und 12b zeigen jeweils einen Schalthebel 700 mit einem
Griffbereich 701 und einem Kugelgelenk 702, wobei der Schalthebel im
Bereich des Kugelgelenkes bewegbar gelagert ist. Am unteren Ende 703 des
Schalthebels ist eine Anlenkung für eine starre mechanische Verbindung oder
eine flexible mechanische Verbindung vorgesehen, wobei diese Verbindung
als Gestänge oder Bowdenzug ausgestaltet sein kann.
Durch die Bewegung des Schalthebels 700 kann die Änderung der Getriebe
übersetzung per Hand eingeleitet und durchgeführt werden. In dem Aus
führungsbeispiel der Fig. 12a ist ein Sensor 704, wie Drehsensor, wie
Drehpotentiometer, mit dem Schalthebel über eine Verbindung 705 zwischen
dem Schalthebel 700 und dem Sensorhebelarm 706 angeordnet, wobei in
den Bereichen 707 und 708 eine Verbindung über jeweils ein Kugelgelenk
hergestellt ist.
Die Fig. 12b zeigt einen Linearsensor 710, welcher über ein Verbindungs
mittel 711 mit einem Bereich einer Zwangsführung 712 mit dem Schalthebel
700 verbunden ist. Durch den im wesentlichen schlaufenförmigen Bereich der
Zwangsführung 712 kann sich ein Zapfen 713 im Bereich der Schlaufe
bewegen, während der Schalthebel bewegt wird und so eine Ansteuerung
des Sensors erreicht wird.
Die Fig. 13 zeigt eine Anordnung von Sensoren, welche in einer Box zu
einer Einheit zusammengefaßt sind, wobei die Anlenkung der jeweiligen
Sensoren über Bowdenzüge erfolgt. Der Sensor 800 sowie der Sensor 801
werden über Bowdenzüge 802 und 803 mit der Schalt-/Wählwelle 804
verbunden, wobei entsprechend der Fig. 10a die Anlenkung der beiden
Bowdenzüge 802 und 803 in schräger Anlenkung erfolgt, d. h. zwischen der
Ausrichtung des Bowdenzuges 802 und der Translationsachse bzw.
Rotationsachse 805 der Schalt-/Wählwelle 804 sowie zwischen der
Anlenkung des Bowdenzuges 803 und der Achse 805 ist jeweils ein Winkel
806a bzw. 806b vorgesehen.
Bei einer Bewegung der Schalt-/Wählwelle 804 in Pfeilrichtung von 805 wird
die Verbindung des Bowdenzuges 802 gestaucht und die Verbindung des
Bowdenzuges 803 auf Zug belastet, was bedeutet, daß der Hebelarm 807
des Sensors 800 in einer Richtung gegen der Uhrzeigersinn bewegt wird und
der Hebelarm 808 des Sensors 801 im Uhrzeigersinn bewegt wird.
Weiterhin ist ein Sensor 809 innerhalb der Anordnung, wie Box 810,
vorgesehen, welcher mittels eines Bowdenzuges mit dem Schalt-/Wahlhebel
811 verbunden ist. Die Anlenkung des Bowdenzuges 812 erfolgt in gleicher
Art und Weise wie die Anlenkung der Bowdenzüge 802 und 803 der Fig.
13, bzw. der Bowdenzüge 552 und 553 der Fig. 10a. Die Zusammen
fassung der Sensoren in der Box 810 ist vorteilhaft, weil somit ein geeigneter
Schutz vor Verschmutzung der Sensoren gewährleistet ist und die Betriebs
sicherheit dadurch erhöht wird. Weiterhin weist die Anlenkung über
Bowdenzüge eine flexible Anbringung der Box 810 im Fahrzeug voraus,
welche in Anbetracht der knappen Bauraumsituation im wesentlichen
vorteilhaft ist.
Die Fig. 14 zeigt ein schematisches Blockdiagramm zur Steuerung eines
Drehmomentübertragungssystems 1000, wobei ein Stellglied 1001 die
Einstellung des übertragbaren Drehmomentes übernimmt oder ansteuert. Das
Drehmomentübertragungssystem 1000, wie Kupplung, wird automatisiert
betätigt, das bedeutet, daß eine Steuereinheit 1002 anhand von eingehenden
Signalen erkennt, daß ein Öffnen, Schließen oder ein teilweises Schließen der
Kupplung vorteilhaft ist. Die Kupplung ist im Kraftfluß zwischen einem nicht
dargestellten Motor und einem nicht dargestellten Getriebe angeordnet, wobei
die Wahl der Gänge des Getriebes, also die Wahl der Übersetzung manuell,
beispielsweise vom Fahrer, erfolgt. Zur Wahl der Gänge wird ein Betätigungs
mittel, wie Schalthebel, verwendet. Weiterhin existiert am Getriebe ein Stell
mittel, welches die getriebeinternen Schaltelemente, wie Schaltstangen,
schaltet. Der Betätigungshebel und auch das Stellmittel sind nicht dargestellt.
An dem Stellmittel ist direkt oder indirekt eine Sensor 1003 angelenkt,
welcher die Position und/oder die Geschwindigkeit und/oder die Beschleuni
gung des Stellmittels detektiert. Zwischen Stellmittel und Sensor 1003 kann
ein Übertragungsmittel zur Transformation der Bewegung geschaltet sein.
Der Sensor 1004 ist an dem Betätigungsmittel angelenkt (direkt oder indirekt)
und detektiert im wesentlichen die Position des Betätigungsmittels entlang
des Schaltweges. Weiterhin können auch Geschwindigkeiten oder Be
schleunigungen detektiert werden.
Weiterhin können auch andere Sensoren 1005 an Stellmittel oder Betäti
gungsmittel angelenkt sein.
Die Sensoren detektieren die jeweiligen Bewegungen und stehen in Signalver
bindung mit einer Elektronikeinheit 1006, die die Signale für die Steuereinheit
aufbereitet. Diese Elektronikeinheit 1006 kann ein Analog-Digital-Wandler
oder eine andere Einheit sein. Die Signale 1007 am Ausgang der Einheit 1006
repräsentieren die Bewegungen, Positionen oder andere Größen der Stell-
oder Betätigungsmittel in Abhängigkeit ihrer Anlenkung. Bei einer Anlenkung,
in welcher sowohl der Wähl- als auch der Schaltweg Einfluß auf eine
Koordinatenrichtung des Sensorsignales nimmt, ist eine Transformation der
Sensorsignale hilfreich, nach welcher Signale erzeugt werden, welche nur
vom Wählweg oder nur vom Schaltweg abhängig sind.
Dies bedeutet, daß die Sensorsignale, die vom Wähl- und Schaltweg
abhängig sind, rücktransformiert werden, um interne Signale ohne Beein
flussung von einer zweiten oder einer dritten Koordinatenrichtung zu erhalten.
Diese Transformation wird mittels einer typischen Koordinatentransformation
erreicht, die von der Computereinheit der Steuereinheit durchgeführt wird.
Nach dem erfindungsgemäßen Gedanken ist der zumindest eine Stellmittel
sensor oder beide Stellmittelsensoren derart angelenkt, daß die Wege entlang
der beiden relevanten Koordinatenrichtungen mittels eines eindimensional de
tektierenden Sensors detektiert werden. Weiterhin detektiert der Betätigungs
mittelsensor im wesentlichen den Schaltweg. Die Gesamtinformation der
Sensoren erlaubt die Trennung der Signale nach den Koordinatenrichtungen
Wähl- und Schaltweg. Sind an dem Stellmittel zwei Sensoren nach obigem
Verfahren "schräg", angelenkt, das heißt, jeder eindimensional detektierende
Sensor sensiert eine Bewegung entlang einer Projektion eines zweidimensio
nalen Weges, so kann ein Sensor bei Ausfall des zweiten Sensors einen
Notlaufbetrieb gewährleisten, da im wesentlichen alle notwendigen Informa
tionen vorhanden sind.
Nach der Koordinatentransformation 1008 oder in einem anderen Beispiel
ohne Koordinatentransformation liegen Signale in der Steuereinheit vor, die
die Position des Stellmittels und des Betätigungsmittels in der Schaltkulisse
eindeutig kennzeichnen.
Zur Gangerkennung ist nun eine Untereinheit 1009 innerhalb der Steuer
einheit vorhanden, welche mittels der zeitabhängigen Signale eine Zuordnung
der aktuellen Position zu einer Gangposition durchführen.
Die Gangerkennung kann derart durchgeführt werden, daß die Schaltkulisse
einem zweidimensionalen Signalfeld zugeordnet wird, wobei eine Aufteilung
dieser Signalwerte nach Gangpositionen erfolgt. Das System erkennt
beispielsweise nach Vergleich oder durch Bilden von Größer- oder Kleiner-
Relationen, in welchem Bereich der aktuelle Signalwert liegt und ordnet
diesem Signalwert eine Gangposition zu.
Bei den Größer- bzw. Kleiner-Relationen wird ein Vergleich der Signale mit
Schwellenwerten gebildet. Zum einen kann verglichen werden, ob ein Signal
kleiner oder größer als ein Schwellenwert zur Trennung der Schaltgassen ist.
Bei diesem Vergleich wird ermittelt, in welcher Schaltgasse das System ist,
das bedeutet, daß eine Eingrenzung der Gangpositionen auf die innerhalb der
Schaltgasse liegenden Gänge erfolgt.
Mit einem weiteren Vergleich der Signale kann untersucht werden, ob eine
Gangposition am vorderen, hinteren oder mittleren Bereich einer Schaltgasse
vorliegt. Bei der Erkennung eines vorderen oder hinteren Bereiches kann mit
der Gasseninformation der aktuelle Gang festgelegt oder bestimmt werden.
Zur Schaltabsichtserkennung werden die Signale nach der Transformation
1008 verwendet, wobei im Block 1009 wiederum Vergleiche mit einer
Schwelle durchgeführt werden. Ist eine Schwelle unter- oder überschritten,
wir ein Schaltabsichtssignal erzeugt und an den Baustein 1010 weitergeleitet.
Vor dem Vergleich mit einem Schwellenwert kann das transformierte Signal
noch skaliert oder umgerechnet werden. Eine weitere Möglichkeit der
Schaltabsichtserkennung ist, daß dem Vergleich mit einem Schwellenwert
eine Filterung vorausgeht. Diese Filterung kann einen integrierenden und/oder
differenzierenden Charakter oder beispielsweise PT₁-Verhalten, aufweisen. Ein
PT₁-Filter zeigt ein proportional-verzögertes Verhalten, das heißt, daß das
Signal exponentiell gegen einen Endwert läuft. Beispielsweise wird eine
Sprungfunktion f (t) (für Zeit t kleiner t₀ ist f = 0 und für Zeit t größer als t₀
ist f = 1) auf den Eingang des Filters gelegt, so resultiert am Filterausgang
ein Signal mit einer Anfangssteigung, welches sich an einen konstanten
Endwert anschmiegt, für Zeit t gegen unendlich. Weiterhin kann der Filterung
des Signales eine Addition eines festen oder zeitlich veränderlichen Summan
den zu dem Signal vorausgehen oder nachfolgen.
Weiterhin kann eine Schaltabsichtserkennung aus der berechneten oder
gemessenen Betätigungsmittelgeschwindigkeit oder -beschleunigung unter
Berücksichtigung der Richtung der Bewegung erfolgen.
Der Block 1010 der Steuereinheit stellt den Teil der Steuereinheit dar,
welcher die Ansteuerung des Stellmittels vornimmt. Der Block 1011 stellt
einen Funktionsblock dar, welcher anhand der eingehenden Signale 1012 den
Betriebspunkt bestimmt, wie beispielsweise Motorzustandgrößen, wie
Drehzahl, Drehmoment und andere Größen. Weiterhin können auch Kenn
größen von anderen Elektronikeinheiten, wie z. B. von einer ABS-Elektronik,
eingehen. Beispiele sind hier die Raddrehzahlen.
Der Block 1010 bildet den Sollwert des Stellglieds, der entsprechend
angesteuert wird, so daß ein entsprechen den implementierten Algorithmen
stattfindendes Verhalten des Drehmomentübertragungssystems erreicht wird.
Die in der Fig. 14 dargestellten Linien mit Pfeilen stellen schematisch
Signalverbindungen dar, die zwischen den einzelnen Bauteilen des Systems
vorherrschen. Weitere Signalverbindungen, die in der Fig. 14 nicht
dargestellt sind, sind möglich, wobei diese zur besseren Verdeutlichung nicht
eingezeichnet sind.
In der Steuereinheit der Fig. 14 ist weiterhin eine Speichereinheit 1013
vorhanden, in welcher Daten zumindest zeitweise oder kurzzeitig oder
langfristig abgespeichert und wieder abrufbar abgelegt sind. Weiterhin kann
der Datenspeicher derart organisiert sein, daß er Daten in zeitlicher Reihenfol
ge abspeichert und/oder Daten mit zeitlicher Indexierung abspeichert, um
mittels beispielsweise numerischer Verfahren zeitliche Änderungen der
Signale deutlicher herauszustellen, wie dies mittels Differentiation möglich ist.
Die Fig. 15 zeigt einen zeitlichen Verlauf 1100 eines Wegsignals, das mittels
eines Sensors an einem Stellmittel des Getriebes detektiert wurde. Auf der
Abszisse ist der Weg eines Stellmittels während eines Schaltvorganges über
der auf der Ordinate aufgetragenen Zeit dargestellt.
Zum Zeitpunkt 1101 wird beispielsweise ein Schaltvorgang von dem dritten
Gang in den vierten Gang eines typischen Handschaltgetriebes eingeleitet.
Die Abflachung des zeitlichen Verlaufes im Zeitbereich 1106 kennzeichnet die
Überwindung der Rastierung des dritten Ganges, d. h. bei der Verlangsamung
der Bewegung wird die Rastierungskraft überwunden.
Nachdem die Rastierung des dritten Ganges überwunden ist, wird die
Geschwindigkeit erhöht, da die Rastierung des Neutralbereiches das
Stellmittel in die Neutralstellung beschleunigt. Im Zeitbereich 1102 erkennt
man dies in einer momentanen Verminderung der Geschwindigkeit bzw. in
einer Umkehr des Wegsignales.
Im Zeitbereich 1103 wird in dem Schaltvorgang die Synchronisierung des
vierten Ganges durchgeführt, wobei das Weg-Zeit-Verhalten eine geringere
Geschwindigkeit aufweist. Im weiteren Zeitverlauf wird bei 1104 das
Stellmittel mittels des Betätigungsmittels in der Position des vierten Ganges
überdrückt, bevor bei 1105 das nicht kraftbeaufschlagte Stellmittel in die
Position des vierten Ganges relaxiert.
Die Synchronisierposition ist nach der Fig. 15 eindeutig beim Gangeinlegen
zu erkennen, wobei eine Gangerkennung aufgrund der Position dieser
Synchronisierposition durchgeführt werden kann.
Die Fig. 16 zeigt eine Anordnung 1200 von zwei Sensoren 1201 und 1202,
welche im Bereich des Getriebes angeordnet sind und über Hebel 1203 und
1204 mit der zentralen Schaltwelle 1205 verbunden sind. Die Sensoren sind
mittels Schraub- oder Steckverbindungen auf einer Grundplatte 1206 befe
stigt, wobei die Sensorachse durch eine Öffnung innerhalb der Platte 1206
geführt wird und ein Sensorarm 1207 unterhalb dieser Platte drehbar
angeordnet ist. Der Sensorarm ist jeweils über ein Kugelgelenk 1208 mit den
Hebeln 1203 bzw. 1204 verbunden.
Die zentrale Schaltwelle kann nun über Anlenkpunkte 1210 in Wähl- bzw. in
Schaltrichtung bewegt werden, wobei diese Anlenkung beispielsweise über
Bowdenzüge realisiert sein kann und je ein Bowdenzug für die Wählbewegung
und für die Schaltbewegung angelenkt ist. In dem Beispiel der Fig. 16 ist die
Wählbewegung eine Bewegung des Elementes 1211 entlang der Achse 1205
und die Schaltbewegung eine Rotationsbewegung des Elementes 1211 um
die Achse 1205.
Bei einer Schaltbewegung wird die Rotationsbewegung des Elementes 1211
über das Kugelgelenk 1213 auf den Hebelarm 1203 übertragen. Die
Anlenkung des Hebelarmes 1204 erfolgt über ein Gelenk und einen Hebel
1214, welcher derart ausgebildet ist, daß bei einer Rotationsbewegung des
Elementes 1211 der Hebel 1214 nicht bewegt wird und somit eine gleitende
Verbindung im Sinne des Schaltens existiert. Wird nun das Element 1211 in
axialer Richtung der Achse 1205 bewegt, so wird ebenfalls der Hebelarm
1203 über das Kugelgelenk 1213 bewegt und gleichzeitig der Hebel 1204
mittels des Übersetzungselementes 1214 bewegt, so daß im Falle einer
Wählbewegung die Sensoren 1201 und 1202 Signale liefern.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung kann vorsehen, daß die Sensoren
1201 und 1202 derart angelenkt werden, daß der eine Sensor nur Bewegun
gen in Schaltrichtung und der andere Sensor nur Bewegungen in Wählrich
tung detektiert.
Die Fig. 17 zeigt ein Blockschaltbild als Beispiel eines Ablaufes einer Schalt
absichtserkennung und/oder Gangerkennung und damit in Zusammenhang
stehend eine Ansteuerung der Kupplung. Der Block 1300 repräsentiert die
Detektion von Bewegungen von dem Betätigungsmittel und dem Stellmittel
durch an diesen Mitteln angelenkten Sensoren sowie die Weiterleitung dieser
Sensoren an die Steuereinheit zur Verarbeitung dieser Signale. Der Block
1301 verarbeitet die Sensorsignale, beispielsweise des Betätigungsmittel
sensors, dahingehend, ob ein Schwellenwert in bezug auf eine Ortsauflösung
überschritten oder unterschritten ist, das heißt, ob das Betätigungsmittel, wie
Schalthebel, außerhalb der Ruhelage einer Gangposition bewegt wurde, so
daß eine Schaltabsicht erkannt wird. Ist somit ein Überschreiten oder
Unterschreiten eines Schwellenwertes vorhanden, liegt eine Schaltabsicht
vor, die in Block 1302 dargestellt ist, wobei somit ein Schaltabsichtssignal
innerhalb der Steuereinheit zur Verfügung gestellt wird. Liegt keine Über- oder
Unterschreitung eines Schwellenwertes vor, so wird mittels des Pfeiles 1303
angezeigt, daß diese Schleife der Schaltabsichtserkennung solange durch
geführt wird, bis eine Schaltabsicht vorliegt.
Bei Vorliegen einer Schaltabsicht in Block 1302 wird mittels der Steuereinheit
das Stellglied derart angesteuert, daß die Kupplung wie in Block 1304
dargestellt, ausgerückt wird. In Block 1305 wird die Gangposition beispiels
weise durch Überwachung der Stellmittelposition detektiert und beispiels
weise in Block 1306 erkannt, ob eine Endlage erreicht ist. Anhand der
Erkennung der erreichten Endlage wird in Block 1307 festgestellt, ob der
Schaltvorgang beendet ist und im Block 1308 die Kupplung wieder mittels
Ansteuerung des Stellgliedes eingerückt wird.
Das Einrücken der Kupplung nach Block 1308 kann in Abhängigkeit des
erkannten Ganges erfolgen, das heißt mit einer je nach Gangposition
unterschiedlichen Geschwindigkeit des Einrückvorganges.
Die Fig. 18 zeigt ein Betätigungsmittel 1400 mit einem Griffbereich 1401,
welches zur Wahl oder zum Einlegen eines Ganges im Getriebe verwendet
wird. Das Betätigungsmittel ist im Bereich 1402 schwenkbar gelagert, so daß
der Hebel eine Bewegung entsprechend der Schalt- und Wählwege durch
führen kann und mittels einer gelenkigen Anlenkung im Bereich 1403 mittels
einer Verbindung 1404 mit einem nicht dargestellten Stellmittel am Getriebe
verbunden ist. Das Lager 1402 besteht im wesentlichen aus einem kugelför
migen oder zylinderförmigen Bereich 1405, welcher zwischen Lagerbacken
1406 bewegbar gelagert ist und über Verbindungsmittel mit dem Fahrzeug
1407 in Verbindung steht. Ein Sensor 1408 kann derart angeordnet sein, daß
er im Bereich 1409 mit den Lagerschalen 1406 verbunden ist und im Bereich
1410 mit dem kugelförmigen oder zylinderförmigen Element 1405 verbunden
ist, so daß bei einer Bewegung des Betätigungsmittels 1400 eine Bewegung
der Sensorwelle 1410 erfolgt und somit die Bewegung des Betätigungs
mittels entlang des Schaltweges detektiert werden kann.
Die Verbindung zwischen dem Gelenk des Betätigungsmittels und dem
Sensor bzw. der Sensorwelle kann in formschlüssiger Art durchgeführt
werden, so daß eine Welle mit nicht ideal kreisförmigem Querschnitt in einen
Aufnahmebereich, welcher ebenfalls nicht ideal kreisförmig ist, eingreifen
kann, wobei dadurch eine formschlüssige Verbindung erzeugt werden kann.
Die Fig. 19 zeigt einen Schaltbock 1500, welcher ein Betätigungsmittel
1501 zur Betätigung eines Getriebes beinhaltet sowie die Anlenkung des
getriebeseitigen Stellmittels mittels eines Verbindungsmittels 1502. Das
Betätigungsmittel 1501, wie Schalthebel, weist eine Schwenklagerung auf,
welche durch die Lagerschalen 1503a und 1503b gebildet werden sowie dem
kugelförmigen oder zylindrischen Element 1504, welches zwischen den
Lagerschalen 1503a und 1503b angeordnet ist. Weiterhin besteht das
Betätigungsmittel aus einem Griffbereich 1505 und einem Gestänge 1506,
welches einen Hebelarm bildet. Im unteren Bereich 1507 ist das Gestänge
1506 über ein Gelenk mit dem Verbindungselement 1502 beweglich
verbunden. Die Lagerschalen 1503a und 1503b halten das Betätigungsmittel
beweglich gelagert und sind ihrerseits über die Befestigung 1508 mit dem
Fahrzeug fest verbunden.
Greift an dem Handhabungsteil 1505 des Betätigungsmittels eine Betäti
gungskraft an, so bildet sich ein Kräftegleichgewicht, wobei die Betätigungs
kraft und die an dem Verbindungsmittel 1502 angreifende Verbindungskraft
im Gleichgewicht steht mit der Lagerkraft, die im Bereich der Lagerschalen
einwirkt. Die Kräfte sind durch Pfeile symbolisiert.
Die Fig. 20 zeigt im wesentlichen die gleiche Anordnung wie die Fig. 19
mit der einen Ausnahme, daß zwischen den Befestigungselementen 1508
und den Lagerschalen 1503a und 1503b Sensoren 1510 angeordnet sind,
welche die Reaktionskraft bzw. die Lagerkraft 1511 detektieren, wenn im
Bereich des Handhabungsteiles des Betätigungsmittels eine Kraft auf das
Betätigungsmittel einwirkt. Die Sensoren 1510 sind in diesem Beispiel nur
schematisch dargestellt, wobei die Sensoren als Druck-, Kraft- oder
Wegsensoren ausgebildet sein können und auf kapazitiven, resistiven,
induktiven oder magnetoresistiven Funktion basieren kann sowie als Hall-
Effekt-Sensor oder Piezosensor oder Dehnungsmeßsensor funktionieren
können.
Weiterhin kann die Betätigungskraft auch anhand einer detektierten
Verbindungskraft 1512 detektiert werden.
Die Fig. 21 zeigt einen Ausschnitt mit einem Kugelgelenk 1600 eines
Betätigungsmittels 1601, welches nur als zentrale Stange dargestellt ist,
wobei die Lagerschalen 1602a und 1602b dargestellt sind. Die Lagerschalen
wiederum sind mittels elastischer Elemente 1603 und 1604 mit der Halterung 1605
verbunden, wobei innerhalb eines der elastischen Elemente ein Sensor
1606 angeordnet ist, welcher die auf das elastische Element wirkende Kraft,
wie Lagerkraft, detektiert. Greift nun am Betätigungsmittel eine Betätigungs
kraft an, so entsteht eine Reaktionskraft im Bereich der Schwenklagerung, die
durch den Sensor 1606 detektiert wird. Der Sensor kann sowohl auf Zug
oder auf Druck ansprechen, je nach dem, ob das Betätigungsmittel in
Schaltrichtung nach vorne oder nach hinten bewegt wird bzw. die Betäti
gungskraft nach vorne oder nach hinten gerichtet ist.
Der Sensor 1606 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Drucksensor in einem
elastischen Medium dargestellt, wobei bespielsweise der Sensor als
kapazitiver Sensor ausgestaltet sein kann und unter Beaufschlagung des
elastischen Elementes eine Änderung der Kapazität des Sensors eintreten
kann. Das Verbindungskabel 1607 ist weiterhin dargestellt, wobei in dieser
Figur zu erkennen ist, daß die Verbindungskabel fest installiert werden
können, ohne daß diese Bewegungen mit ausführen können müssen, da der
Sensor an einem ruhenden Teil angeordnet ist. Somit ist die Beanspruchung
der Kabelverbindung 1607 reduziert, so daß in diesem Bereich die möglichen
Probleme durch Abknicken oder Fibrationen verringert werden können.
Die Fig. 22 zeigt einen Sensor 1700, welcher entsprechend dem Sensor
1606 der Fig. 21 ausgebildet ist und in einem klassischen Element 1701
angeordnet ist. Das elastische Element 1701 und das elastische Element
1702 sind in diesem Ausführungsbeispiel im direkten oder indirekten
Kraftfluß zwischen der schwenkbaren Verbindung zwischen dem Betäti
gungshebel 1703 und dem Verbindungsmittel 1704 angeordnet, wobei dieser
Ausschnitt der gelenkigen Verbindung 1507 der Fig. 19 entspricht. In
diesem Bereich greift die Verbindungskraft 1512 an, welche auf das
Verbindungsmittel 1407, 1502 wirkt. Das ringförmige Element 1705 umgibt
das Element 1706, in welchem das Kugelgelenk 1707 eingepaßt ist und bei
einer angreifenden Verbindungskraft 1512 verschiebt sich das zentrale
Bauteil 1706 gegenüber dem ringförmigen Bauteil 1705 und die Elemente
1701 und 1702 werden gedehnt, respektive gestaucht, so daß der Sensor
1700 die Verbindungskraft oder einer zu der Verbindungskraft proportionale
Kraft detektieren kann. Der Sensor 1700 der Fig. 22 bzw. der Sensor 1606
der Fig. 21 ist als Druck- oder Kraftsensor innerhalb eines elastischen
Mediums, wie Gummi oder Elastomer, ausgebildet, wobei unter Kraftbeauf
schlagung dieses elastischen Mediums eine Kraft auf den Sensor übertragen
wird, welche dieser detektiert. Elastomere bzw. gummiartige Bauteile
verhalten sich bezüglich der Verformung ähnlich wie Fluide, das heißt, bei
Aufbringung einer äußeren Kraft und teilweise Dehnungsbehinderung treten
im inneren Normalspannungen bzw. Drücke auf, welche der eingeschlossene
oder auch eingegossener Sensor, wie Drucksensor detektieren kann.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Sensor von dem Gummi- oder
Elastomermedium umgeben ist und so quasi hermetisch abgeschlossen und
vor Umwelteinflüssen geschützt ist. Bei der Montage eines solchen Sensors
werden keine zusätzlichen Teile gegenüber dem regulären Umfang ver
wendet, da in der Regel in diesen Bereichen elastische Elemente eingesetzt
werden, welche jedoch nicht mit einem Sensor bestückt sind.
Weiterhin kann bei einem eingegossenen Sensor die Orientierung des Sensor
im wesentlichen beliebig sein, da die Druckmessung relativ unabhängig von
der Orientierung des Sensors ist.
Die regulär eingesetzten Kunststoffelemente, welche zur Schwingungs
entkopplung bzw. Isolation dienen, können so durch entsprechend mit
Sensoren bestückte Schwingungsentkopplungselemente ersetzt werden.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel einer Anordnung eines Sensors
innerhalb einer Vorrichtung zur Ansteuerung eines Drehmomentübertragungs
systemes mit einer Durchführung einer Schaltabsichtserkennung weist
weiterhin den Vorteil auf, daß die Anordnung des Sensors relativ einfach
gehalten werden kann und die Informationsleitungen zum Sensor, wie Kabel,
im Betrieb nicht bewegt bzw. deformiert werden. Dadurch erhöht sich die
Betriebssicherheit des gesamten Systemes.
Bei einer oben beschriebenen Sensoranlenkung mit einem Sensor am
Betätigungsmittel, wie Schalthebel, und zumindest einem Sensor am
getriebeseitigen Stellmittel, wobei das Sensorsignal des zumindest einen
Stellmittelsensors in ein Schaltwegsignal und in ein Wählwegsignal trans
formiert werden kann oder bereits derart aufgeteilt vorliegt, kann in einer
vorteilhaften Variante der Erfindung, das Stellmittel-Schaltwegsignal zur
Gangerkennung und das Betätigungsmittelsignal in Richtung des Schaltweges
zur Schaltabsichtserkennung von der Steuereinheit ausgewertet werden.
Beide Sensoren (Betätigungsmittelsensor und Stellmittelsensor) können somit
ein Signal zur Verfügung stellen, das die Bewegung eines Mittels entlang des
Schaltweges repräsentiert.
Bei Defekt oder Ausfall eines Sensors oder eines Sensorsignales kann der
jeweils andere Sensor oder das jeweils andere Sensorsignal im Ersatz
verwendet werden. Dies bedeutet, daß das Betätigungsmittelsignal zur
Gangerkennung oder das Stellmittelsignal zur Schaltabsichtserkennung
verwendet wird, wenn der jeweils andere Sensor beeinträchtigt ist.
Die Fig. 23a zeigt eine Schaltkulisse 2001, die auf ein Koordinatensystem
von Meßwerten 2002 abgebildet ist, wobei auf der x-Achse des Koor
dinatensystems die Spannung USensor 1 des Sensors 1 aufgetragen ist und auf
der y-Achse des Koordinatensystems die Spannung bzw. das Signal USensor 2
des Sensors 2 aufgetragen ist. Der Sensor 1 und der Sensor 2 sind
beispielsweise zwei Sensoren, die an dem getriebeseitigen Stellmittel
angeordnet sind und Bewegungen oder Positionen des getriebeseitigen
Stellmittels entlang des Schaltweges oder des Wählweges detektieren. Der
Sensor 1 detektiert den Wählweg und der Sensor 2 den Schaltweg. Die
Ziffern 1 bis 5 bzw. der Buchstabe R symbolisieren die Gangpositionen des
ersten Ganges bis fünften Ganges und des Rückwärtsganges. Die Signalwer
te G1 und G2 des Sensorsignales des Sensors 1 entsprechen Schwellenwer
ten beim Überwechseln von einer ersten Schaltgasse 2003 zu der zweiten
Schaltgasse 2004 respektive beim Überwechseln von einer Schaltklasse
2004 zur Schaltklasse 2005. Die Werte E1 und E2 des Sensorsignales USensor 2
des zweiten Sensors, wie Schaltwegsensors repräsentieren Schwellenwer
te, die bei Überschreitung oder Unterschreitung ein Einlegen eines Ganges
charakterisieren.
Die Fig. 23b zeigt das Signal USensor S des Schaltabsichtssenors an, wobei im
wesentlichen in Mittellage 2010 der Neutralbereich detektiert wird. Bei einem
Wert 2011 ist der Gang 1, 3 oder 5 eingelegt entsprechend einem Wert 2012
einer der Gänge 2, 4, Rückwärtsgang. Bei einer Bewegung des Betätigungs
mittels, wie Schalthebels vom 1. Gang zum 2. Gang wird das Sensorsignal
von dem Wert 2011 über den Wert 2010 zu dem Wert 2012 verändert
werden.
Die Fig. 24 zeigt ein Logikflußdiagramm, das ein Verfahren zur Gang
erkennung erklärt, wobei die Schwellenwerte G1, G2 und E1 und E2 aus der
Fig. 23a entnommen sind.
Das Logikflußdiagramm 2100 beginnt mit einem Start der Routine bei 2101
und in der Abfrage 2102 wird abgefragt, ob das Sensorsignal USensor 1 kleiner
als ein Schwellenwert G1 ist. Ist dies der Fall, so wird in 2103 abgefragt, ob
das Sensorsignal USensor 2 des zweiten Sensors größer als ein Schwellenwert
E1 ist. Ist dies ebenfalls der Fall, so wird der eingelegte Gang als der 1. Gang
bei 2104 erkannt und bei 2105 die Routine beendet. Wird die Frage bei 2103
mit "Nein" beantwortet, wird bei 2106 abgefragt, ob das Sensorsignal USensor 2
kleiner als der Wert E2 ist. Ist dies der Fall, so wird bei 2107 der Gang als
der 2. Gang erkannt und anschließend die Routine beendet. Ist das nicht der
Fall, so wird der aktuelle Gang bei 2108 als der Neutralgang erkannt. Ist die
Abrage bei 2102 negativ, das heißt mit "Nein" beantwortet, so erfolgt bei
2110 die weitere Abfrage, ob das Signal des Sensors 1 USensor 1 kleiner als die
Schwelle G2 ist. Ist dies der Fall, wird bei 2111 abgefragt, ob das Sensor
signal USensor 2 größer als die Schwelle E1 ist und falls dies mit "Ja" be
antwortet wird, wird bei 2112 der 3. Gang erkannt und anschließend die
Routine beendet. Wird bei 2111 die Abfrage negativ beantwortet, so wird bei
2113 noch einmal abgefragt, ob USensor 2 kleiner E2 ist. Ist dies der Fall, wird
bei 2114 der 4. Gang erkannt und anschließend die Routine beendet oder,
falls bei 2113 die Abfrage mit "Nein" beantwortet wird, wird bei 2115 der
Neutralgang erkannt und anschließend die Routine beendet. Fällt die Abfrage
bei 2110 negativ aus, das heißt, sie wird mit "Nein", beantwortet, wird bei
2116 die Abfrage durchgeführt, ob das Signal des Sensors 2 USensor 2 größer
als E1 ist. Ist dies der Fall, so wird bei 2117 der 5. Gang erkannt und
anschließend die Routine beendet. Ist die Abfrage bei 2116 negativ, wird bei
2118 abgefragt, ob das Sensorsignal USensor 2 kleiner als E2 ist. Ist diese Frage
positiv beantwortet, so wird der Rückwärtsgang bei 2119 erkannt. Andern
falls wird bei 2120 der Neutralgang erkannt und anschließend die Routine
beendet.
Dieses Verfahren basiert auf den Schwellenwerten der Fig. 23a, wobei der
Schwellenwert E1 für alle Gänge 1, 3 und 5 gilt und der Schwellenwert E2 für
alle Gänge 2, 4 und Rückwärtsgang. Man kann das System in einfacher Art
und Weise noch variieren, indem die Schwellenwerte für die jeweiligen Gänge
unterschiedlich sind, wie sie beispielsweise durch eine Adaption festgelegt
werden können.
Die Fig. 25 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Schaltabsichtserkennung, wobei
davon ausgegangen wird, daß eine Gangerkennung vorhanden ist und die
Gänge erkennt bzw. bereits erkannt hat. Das Ablaufdiagramm 2500 zeigt
einen Ablauf einer Schaltabsichtserkennung mit einer PT₁-Filterung, wie sie
weiter oben bereits beschrieben wurde. Mit dem Start der Routine 2501 wird
bei 2502 abgefragt, ob der Gang, der aktuell eingelegt ist, der 1. 3. oder 5.
Gang ist. Wird diese Abfrage bei 2502 positiv beantwortet, wird mittels des
Sensorsignales des am Schalthebel angelenkten Sensors USensor S und
aufeinanderfolgender Zeiten eine Geschwindigkeit UVS der Bewegung des
Schalthebels berechnet. Die Berechnung der Geschwindigkeit erfolgt in Form
eines Differenzenquotienten, bei welchem die Sensorsignale USensor S von zwei
aufeinaderfolgenden Zeitpunkten der Erfassung voneinander subtrahiert
werden und durch die Zeitdifferenz der beiden Zeitpunkte dividiert werden.
Dies ist der einfachste Fall einer Berechnung einer Geschwindigkeit, wobei
auch weitere nummerische Verfahren bzw. Differenzquotienten verwendet
werden können. Insbesondere können auch Differenzbildungen von Signal
werten von zwei oder drei oder vier aufeinanderfolgenden Zeitpunkten
verarbeitet werden.
Die Berechnung der Geschwindigkeit bei 2503 gibt somit das Signal UVS aus,
das bei 2504 mit einem PT₁-Filter gefiltert wird. Der PT₁-Filter zeigt ein
proportional verzögertes Verhalten, das weiter oben schon einmal be
schrieben wurde, wobei die Antwort einer Sprungfunktion ein mit konstanter
Steigung ansteigendes Signal ist, das sich gegen einen Endwert anschmiegt.
In der Abfrage 2505 wird nun abgefragt, ob das gefilterte Signal US, das von
dem Filter ausgegeben wird, kleiner als ein Schwellenwert ist. Ist diese
Abfrage mit "Ja" zu beantworten, liegt bei 2506 eine Schaltabsicht vor,
bevor die Routine beendet wird. Ist die Abfrage in 2505 negativ, so wird bei
2507 festgelegt, daß keine Schaltabsicht vorliegt.
Bei Verwendung eines Geschwindigkeitssensors muß UVS nicht berechnet
werden.
Ist die Abfrage bei 2502 negativ beantwortet, wird die Abfrage 2508
durchgeführt, das heißt, es wird festgestellt, ob der aktuelle Gang einer der
Gänge 2, 4 oder R ist. Ist dies der Fall wird entsprechend der Berechnung in
2503 bei 2509 die Geschwindigkeit des Schalthebels berechnet, wobei
wiederum Differenzenquotientenverfahren zur Anwendung kommen.
Anschließend wird entsprechend der Filterung in 2504 bei 2510 das Ge
schwindigkeitssignal gefiltert und als Signal Uf ausgegeben. Anschließend
wird bei 2511 abgefragt, ob das Signal Uf größer als Schwellenwert ist,
wobei bei positiver Abfrage eine Schaltabsicht bei 2512 als vorliegend identi
fiziert wird. Ist die Abfrage bei 2511 negativ, wird bei 2513 festgelegt, daß
keine Schaltabsicht vorliegt. Wird die Abfrage bei 2508 negativ, das heißt
mit "Nein" beantwortet, wird bei 2514 festgelegt, daß der Neutralgang
eingelegt ist und kein Schaltabsichtssignal vorhanden ist. Die Festlegung der
Vergleichswerte der gefilterten Daten mit Schwellenwerten bei 2505 und
2511 auf einmal einen Vergleich des Wertes kleiner als die Schwelle und
einmal größer als die Schwelle erfolgt, da hier das bei eingelegtem 1., 4. oder
5. Gang der Schalthebel in eine bestimmte Richtung, das heißt in Richtung
auf beispielsweise den Gang 2 bewegt wird und somit die Geschwindigkeit
entsprechend ihrer Richtung festgelegt ist und bei 2511 vorausgehend
abgefragt wird, ob der Gang 2, 4 oder R eingelegt ist und entsprechend die
Geschwindigkeit eine andere Richtung bzw. ein anderes Vorzeichen aufweist.
Somit könnte man beispielsweise durch Abfrage, ob die Geschwindigkeit
positiv oder negativ ist, herausfinden, ob eine sinnvolle Bewegung des
Schalthebels erfolgt, denn beispielsweise bei einem eingelegten zweiten Gang
ist es nicht sinnvoll, den Schalthebel in eine Richtung zu betätigen, die nicht
in Richtung des Neutralbereiches ausgerichtet ist.
Bei Vorliegen des Neutralganges oder Neutralbereiches bei 2514 kann eine
Schaltabsicht als nicht vorhanden identifiziert werden, da entsprechend einer
Steuerstrategie die angesteuerte Kupplung im Falle des eingelegten Neutral
ganges geöffnet ist. Somit ist es unerheblich, ob in dieser Situation eine
Schaltabsicht erkannt wird, denn bei Einlegen eines Ganges bei geöffneter
Kupplung ist dies sehr wohl möglich. Liegt beispielsweise im Neutralgang eine
geschlossene Kupplung vor, so ist in einem solchen Falle wiederum die
Schaltabsicht zu detektieren, wobei dies entsprechend dem Verfahren in
diesem Blockschaltbild durchgeführt werden kann, wobei die Berechnung der
Geschwindigkeit und die Filterung gleich erfolgen kann und ein Schalt
absichtssignal unabhängig von der Richtung bei Überschreiten des Betrages
von Uf als vorliegend erkannt werden kann.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvor
schläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die
Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung
und/oder Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere
Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des
jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzie
lung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der
rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige
Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unter
ansprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Erfindung ist auch nicht auf das (die) Ausführungsbeispiel(e) der Be
schreibung beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche
Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten,
Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch
Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der
allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen
beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elemen
ten oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombinierbare
Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten
bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und
Arbeitsverfahren betreffen.
Die Erfindung ist auch für Anwendungsfälle vorteilhaft einsetzbar, bei denen
ein Schalthebel von einer Antriebsvorrichtung motorisch betätigbar ist, so
daß ein Stufenschaltgetriebe automatisiert ist, indem die Schaltvorgänge
ähnlich einem konventionellen Automatikgetriebe nach einem Programm
selbsttätig ablaufen. Die Antriebsvorrichtung für den Schalthebel kann
wahlweise außer Betrieb gesetzt werden, so daß ein halbautomatischer
Betrieb (lediglich automatisierte Kupplung) und vollautomatischer Betrieb
möglich ist.
Claims (85)
1. Vorrichtung zur Ansteuerung eines Drehmomentübertragungssystems (4),
wie einer Kupplung, für Kraftfahrzeuge mit einem Getriebe (3) mit einer
Schaltkulisse und einem zum Schalten des Getriebes vorhandenen
Betätigungsmittel (12) und einem mit dem Betätigungsmittel verbundenen
getriebeseitigen Stellmittel (14), mit einer zentralen Steuereinheit (7),
welche Systemgrößen und Meßsignale von Sensoren erfaßt und ver
arbeitet und in Abhängigkeit von zumindest einem Signal die Ansteue
rung des Drehmomentübertragungssystems mittels eines Aktors
durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor direkt
oder indirekt mit dem Betätigungsmittel (12) und zumindest ein Sensor direkt
oder indirekt mit dem getriebeseitigen Stellmittel (14) verbunden
ist, welche Sensoren die Position von Betätigungs- und Stellmittel erfas
sen und wobei der zumindest eine mit dem Betätigungsmittel ver
bundene Sensor zumindest eine räumliche Dimension des Weges, wie
beispielsweise Schaltweg oder Wählweg, des Betätigungsmittels erfaßt,
und zumindest ein Übertragungsmittel die zweidimensionale Bewegung
des Stellmittels in Richtung des Schalt- und Wählweges in eine ein
dimensionale Bewegung zumindest eines bewegbaren Mittels transfor
miert und der zumindest eine über das Übertragungsmittel am Stell
mittel verbundene Sensor die eindimensionale Bewegung des beweg
baren Mittels als Funktion der Stellmittelbewegung erfaßt.
2. Vorrichtung zur Ansteuerung eines Drehmomentübertragungssystems,
insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
ein Sensor direkt oder indirekt die Position oder die Geschwindigkeit
oder die Beschleunigung von Betätigungs- (12) oder Stellmittel (14) erfaßt.
3. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Steuereinheit (7) die Sensorsignale zeitabhängig erfaßt
und verarbeitet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinheit zeitliche Ableitungen von Sensorsignalen berechnet
werden, wie beispielsweise Geschwindigkeits- oder Beschleunigungs
signale.
5. Vorrichtung zur Ansteuerung eines Drehmomentübertragungssystems,
insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Positions-, die Geschwindigkeits- oder die
Beschleunigungssignale des Betätigungsmittelsensors und des Stell
mittelsensors zur Durchführung einer Gangerkennung oder einer Schalt
absichtserkennung verwendet werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von der
Steuereinheit (7) mittels der Sensorsignale erkannt wird, daß eine
Betätigung des Betätigungsmittels (12) zum Gangwechsel erfolgt und in
einem solchen Betriebszustand das Drehmomentübertragungssystem (4)
zur Unterbrechung der Drehmomentübertragung angesteuert wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Steuereinheit (7) in im wesentlichen jedem Zeitpunkt die aktuelle Position
des Stellmittels (14) ermittelt.
8. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor die Position des Betätigungs
mittels (12) detektiert und zwei Sensoren die Position des Stellmittels (14)
detektieren, wobei zumindest ein Sensor mit dem Stellmittel (14) derart
direkt oder indirekt verbunden ist, daß eine zweidimensionale Bewegung
des Stellmittels (14) in eine eindimensionale Bewegung eines Sensor
elementes transformiert wird.
9. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Sensor die Position des Betätigungs
mittels (12) detektiert und zwei Sensoren die Position des Stellmittels (14)
detektieren, von denen jeder Sensor eine eindimensionale Bewegung des
Stellmittels detektiert.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Sensor die Position des Betätigungsmittels (12) und
zwei Sensoren direkt oder indirekt die Position des Stellmittels (14)
detektieren und aus dem Weg-Zeit-Verhalten der detektierten Positio
nen Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen mittels der Steuereinheit
ermittelt werden und für eine Gangerkennung oder eine Schaltabsichts
erkennung verwendet werden.
11. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der eine Sensor, wie Betätigungsmittelsensor (15),
welcher direkt oder indirekt mit dem Betätigungsmittel (12) verbunden ist
und die Position des Betätigungsmittels (12) überwacht, die Position des
Betätigungsmittels (12) entlang des Schalt- oder des Wählweges detek
tiert und die zentrale Steuereinheit (7) mit Hilfe des Weg-Zeit-Signales des
Betätigungsmittelsensors (15) zusätzlich zu dem Positionssignal auch Ge
schwindigkeits- oder Beschleunigungssignale oder gefilterte Signale
ermittelt und zumindest eines dieser Signale zur Gangerkennung oder
zur Schaltabsichtserkennung verwendet.
12. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Position des getriebeseitigen Stellmittels (16) in
der im wesentlichen zweidimensionalen Schaltkulisse auf die Position
eines eindimensional bewegbaren Mittels transformiert wird und die
Position dieses eindimensional bewegbaren Mittels mit Hilfe des direkt
oder indirekt damit verbundenen Stellmittelsensors (16) detektiert wird
und die Steuereinheit (7) die Position des eindimensional bewegbaren Mit
tels als Funktion der Position des Stellmittels ermittelt.
13. Vorrichtung zur Detektion von Positionen und von beweglichen Teilen,
wie Betätigungsmittel (12) und Stellmittel (14) eines Fahrzeuges mit
automatisierter Kupplung (4), wobei ein Betätigungsmittel (12) zur
Gangwahl eines Getriebes vorgesehen ist, ein Stellmittel (14) zum Ein
stellen der Getriebeübersetzung getriebeseitig vorgesehen ist und das
Betätigungsmittel (12) mit dem Stellmittel (14) wirkverbunden ist, eine
zentrale Steuereinheit (7) Meßsignale von Sensoren erfaßt und verarbei
tet und ein Aktor zur Ansteuerung der Kupplung von der Steuereinheit
(7) angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Sensor
(15) direkt oder indirekt mit dem Betätigungsmittel (12) verbunden ist und
die Position, die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung des Betäti
gungsmittels (12) entlang eines im wesentlichen eindimensionalen
Weges, wie Schalt- oder Wählweg detektiert und zumindest ein Übertra
gungsmittel an dem Stellmittel (14) angelenkt ist und die Position, die Ge
schwindigkeit oder die Beschleunigung des Stellmittels entlang eines im
wesentlichen zweidimensionalen Weges des Stellmittels in eine Position,
Geschwindigkeit oder Beschleunigung eines beweglichen Mittels entlang
eines im wesentlichen eindimensionalen Weges transformiert und
zumindest ein Sensor (16) die Position des beweglichen Mittels erfaßt
und die Steuereinheit mittels einer Auswertung der Sensorsignale eine
Gangerkennung und eine Schaltabsichtserkennung durchführt.
14. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das zumindest eine Übertragungsmittel eine im
wesentlichen zweidimensionale Bewegung des Stellmittels (14) in eine im
wesentlichen eindimensionale Bewegung eines beweglichen Mittels
transformiert und zumindest ein Sensor die im wesentlichen ein
dimensionale Bewegung des beweglichen Mittels als Funktion der
Stellmittelbewegung detektiert.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich
net, daß das zumindest eine Übertragungsmittel eine im wesentlichen
zweidimensionale translatorisch-rotatorische Bewegung des Stellmittels
(14), in eine im wesentlichen eindimensionale rotatorische Bewegung
eines beweglichen Mittels transformiert und zumindest ein Sensor diese
Bewegung detektiert.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich
net, daß das zumindest eine Übertragungsmittel eine im wesentlichen
zweidimensionale translatorisch-rotatorische Bewegung des Stellmittels
(14) in eine im wesentlichen eindimensionale translatorische Bewegung
eines beweglichen Mittels transformiert und zumindest ein Sensor diese
Bewegung detektiert.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich
net, daß das zumindest eine Übertragungsmittel eine im wesentlichen
zweidimensionale translatorische Bewegung des Stellmittels (14) in eine
im wesentlichen eindimensionale rotatorische Bewegung eines bewegli
chen Mittels transformiert und zumindest ein Sensor diese Bewegung
detektiert.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeich
net, daß das zumindest eine Übertragungsmittel eine im wesentlichen
zweidimensionale translatorische Bewegung des Stellmittels (14) in eine
im wesentlichen eindimensionale translatorische Bewegung eines be
weglichen Mittels transformiert und zumindest ein Sensor diese
Bewegung detektiert.
19. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß das zumindest eine Übertragungsmittel eine im
wesentlichen zweidimensionale rotatorische Bewegung des Stellmittels
(14) in eine im wesentlichen eindimensionale rotatorische oder trans
latorische Bewegung eines beweglichen Mittels transformiert und
zumindest ein Sensor diese Bewegung detektiert.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Übertragungsmittel mittels einer Kurvenscheibe
(33) oder einem Nocken (33) und einem sich daran anliegendes Element (34)
gebildet ist.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Übertragungsmittel mittels zumindest eines
Verbindungsmittels, wie Gestänge oder Bowdenzug, mit zumindest
einem Universal-, Kardan- oder Kugelgelenk gebildet ist.
22. Vorrichtung insbesondere nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Stellmittel (14)
verbundene Übertragungsmittel einen Anlagebereich aufweist, an
welchen ein bewegliches Mittel zur Anlage kommt, wobei das be
wegliche Mittel mit zumindest einem Sensor wirkverbunden ist und die
Position des beweglichen Mittels detektiert.
23. Vorrichtung insbesondere nach zumindest einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das an dem Anlagebereich des
Übertragungsmittels zur Anlage kommende bewegliche Mittel mit einem
elastischen Mittel gegen den Anlagebereich beaufschlagt wird.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das
elastische Mittel eine Feder (410a) ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß das elastische Mittel eine Feder (410a), wie Schraubenfe
der, Spiralfeder, Blattfeder oder ein elastisches Medium aus Plastikmate
rial oder aus polymerem Material oder Kunststoff ist.
26. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch
gekennzeichnet, daß das Übertragungsmittel einen mit dem Stellmittel
(14) verbundenen Bereich aufweist, welcher mit einem beweglichen
Mittel formschlüssig verbunden ist und das bewegliche Mittel mit einem
Sensor in Wirkverbindung steht.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeich
net, daß der mit dem Stellmittel (14) in Verbindung stehende Anlagebe
reich eine Kurvenscheibe (33) oder ein Nockenteil (33) ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeich
net, daß der mit dem Stellmittel (14) in Verbindung stehende Anlagebe
reich eine im wesentlichen zweidimensionale Kurvenscheibe (33) ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeich
net, daß der mit dem Stellmittel (14) in Verbindung stehende Anlagebe
reich ein im wesentlichen dreidimensionales Nockenteil (33) ist.
30. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kurvenscheibe (33) oder das Nockenteil eine Fläche als Anlagebereich
aufweist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeich
net, daß der Anlagebereich (33) eine gekrümmte Fläche ist.
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Anlagebereich (33) eine geneigte Ebene ist.
33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeich
net, daß der Anlagebereich (33) aus einer Mehrzahl von Teilflächen
zusammengesetzt ist.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Anlagebereich (33) aus einer Mehrzahl von Teilflächen
gebildet wird und zwischen den Teilflächen ein gleichmäßiger Übergang
vorhanden ist.
35. Vorrichtung mit zumindest einem Gangpositionssensor (15) zur Detektion
der aktuellen Gangstellung oder des aktuellen Übersetzungsverhältnisses
von einer Mehrzahl von Gängen oder Übersetzungsverhältnissen, der zu
mindest eine Sensor umfaßt ein detektierendes Mittel und ein damit zu
sammenwirkendes Mittel, wobei zumindest eines dieser Mittel relativ zu
dem anderen Mittel bewegbar ist, in eine erste Richtung und in eine
zweite Richtung, die zumindest im wesentlichen senkrecht zu der ersten
Richtung ausgerichtet ist, wobei jeder Gangposition eine Position von
einem dieser Mittel zugeordnet ist, das Zusammenwirken zwischen den
Mitteln ermöglicht es dem messenden Mittel ein Signal zur Verfügung zu
stellen, welches anzeigt, welche Gangposition eingelegt ist oder wo sich
ein Stellmittel (14) in einer Schaltkulisse befindet, das eine dieser Mittel
umfaßt eine Kurvenscheibe (33), ein Nockenteil, eine Verbindung mit
Gelenken zum Zusammenwirken mit einem Teil des anderen Mittels,
wobei das eine Mittel mit dem Stellmittel (14) verbunden ist.
36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurvenscheibe (33) eine zwei- oder dreidimensionale Kurven
scheibe, wie Nockenteil, ist.
37. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kurvenscheibe (33) durch miteinander ver
bundene Oberflächenbereiche gebildet ist.
38. Vorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kurvenscheibe (33) eine kontinuierliche Oberfläche aufweist.
39. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Verbindungsmittel zwischen dem Betätigungs
mittel (12) oder dem Stellmittel (14) und zumindest einem Sensor (15, 16)
als Gestänge, Bowdenzug oder Seilzug ausgestaltet ist.
40. Vorrichtung insbesondere nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungsmittel zwischen einem Sensor und einem Betäti
gungs- (12) oder Stellmittel (14) über zumindest ein bewegbares Gelenk,
wie Kugelgelenk, Kardangelenk oder Universalgelenk verbunden ist.
41. Vorrichtung nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest ein Sensor (15, 16) mittels einer Kurbelschleife an einem Stell-
(14) oder Betätigungsmittel direkt oder indirekt angelenkt ist.
42. Vorrichtung nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest ein Sensor (15, 16) mittels einer Geradführung oder Zwangs
führung mit einem Stellmittel (14) oder Betätigungsmittel (12) direkt oder
indirekt verbunden ist.
43. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Sensoren zur Detektion das Schalt- und
Wählweges mit dem Stellmittel (14) verbunden sind, wobei jeder der
beiden Sensoren die zweidimensionale Bewegung des Stellmittels (14)
mittels eines eindimensionalen Sensierelementes detektiert.
44. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei Sensoren zur Detektion des Schalt- und
Wählweges mit dem Stellmittel (14) verbunden, wobei jeder Sensor eine
eindimensionale Bewegung des Stellmittels (14) entlang des Wähl- oder
Schaltweges detektiert.
45. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 44, dadurch
gekennzeichnet, daß mit dem Betätigungsmittel (12), wie Schalthebel, ein
Sensor (15) mittels eines Gestänges verbunden ist, wobei zwischen
Sensor (15) und Gestänge und zwischen Gestänge und Betätigungsmittel
(12) jeweils eine Verbindung mittels Gelenken hergestellt ist.
46. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 45, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest einer der Sensoren, wie Stellmittelsen
sor (16) oder Betätigungsmittelsensor (15), ein Drehpotentiometer oder
Linearpotentiometer ist.
47. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 45, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest einer der Sensoren, wie Stellmittelsen
sor (16) oder Betätigungsmittelsensor (15), ein berührungsloser Sensor ist.
48. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 45, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest einer der Sensoren, wie Stellmittelsen
sor (16) oder Betätigungsmittelsensor (15), ein kapazitiver Sensor oder ein
resistiver Sensor oder ein magnetoresistiver Sensor oder induktiver
Sensor oder Hall-Effekt-Sensor oder ein optischer oder akustischer
Sensor, wie beispielsweise Infrarot- oder Ultraschallsensor oder ein
kapazitiv-induktiver Sensor ist.
49. Vorrichtung insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren zur Detektion der Stellmittel-
und Betätigungsmittelposition in einem Gehäuse (810) oder in Bau
gruppen oder als Baueinheit angeordnet sind und eine Anlenkung der
Sensoren mittels Bowdenzügen oder Gestängen erfolgt.
50. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (7) die eingehenden
Sensorsignale verarbeitet und mittels Vergleichen mit Sollwerten den
Ist-Zustand ermittelt und bei Erkennung eines fahrerseitig eingeleiteten
Schaltvorganges die Kupplung (4) mittels des Stellgliedes, wie Aktor,
zumindest soweit ausrückt, daß kein Drehmoment übertragbar ist.
51. Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (7) die eingehenden
Sensorsignale verarbeitet und den Ist-Zustand erkennt, wobei nach
einem fahrerseitigen Gangwechsel die Steuereinheit mittels der
Sensorsignale erkennt, daß der Gangwechsel beendet ist und die Kupp
lung mittels eines Stellgliedes, wie Aktor (7a), derart einrückt, daß
zumindest ein Kriechmoment übertragen wird.
52. Vorrichtung nach Anspruch 51, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gangwechsel nach Durchschreiten oder bei Erreichen eines Schwellen
wertes als beendet angesehen wird.
53. Vorrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gangwechsel nach Durchschreiten oder bei Erreichen eines Schwellen
wertes und nach Ablauf einer Wartezeit als beendet angesehen wird.
54. Verfahren zur Steuerung eines Drehmomentübertragungssystemes (4),
wie Kupplung, mit einem Getriebe (3) mit einer im wesentlichen zweidi
mensionalen Schaltkulisse und einem zur Übersetzungswahl des Getrie
bes vorhandenen Betätigungsmittel (12) und einem mit dem Betätigungs
mittel verbundenen getriebeseitigen Stellmittel (14) und einer zentralen
Steuereinheit (7), wie Rechnereinheit, die mit Sensoren und gegebenen
falls anderen Elektronikeinheiten in Signalverbindung steht und die
eingehenden Signale verarbeitet und Steuersignale ausgibt zur An
steuerung von Stellgliedern zur Veränderung des übertragbaren
Drehmomentes des Drehmomentübertragungssystems, dadurch gekenn
zeichnet, daß mit dem Betätigungsmittel (12) und dem Stellmittel (14)
jeweils zumindest ein Sensor direkt oder indirekt verbunden ist, welche
zumindest die Positionen von Betätigungs- und Stellmittel detektieren,
wobei eine zweidimensionale Bewegung des Betätigungs- oder Stell
mittels mittels zumindest eines eindimensional arbeitenden Sensors
detektiert wird und die Steuereinheit (7) mittels der Signale der Sensoren
die Position, die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung von Stell
mittel und Betätigungsmittel ermittelt und zumindest mittels dieser
Daten eine Gangerkennung oder eine Schaltabsichtserkennung durch
führt.
55. Verfahren nach Anspruch 54, dadurch gekennzeichnet, daß die
Transformation der zweidimensionalen Bewegung von Stellmittel (14)
oder Betätigungsmittel (12) auf die eindimensionale Bewegung eines
Sensorelementes mittels eines Hebels, eines Gestänges, einer Kurven
scheibe, eines Nockenteiles eines Übertragungsgetriebes oder eines
Bowdenzuges erfolgt.
56. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 54 oder 55, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest ein Signal oder der zeitliche Verlauf
eines Signales eines Sensors, welcher am Betätigungsmittel (12) ange
lenkt ist, zur Identifikation einer Schaltabsicht durch die Steuereinheit
(7) verwendet wird.
57. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 54 oder 56, dadurch
gekennzeichnet, daß das Positions- oder das Geschwindigkeits- oder das
Beschleunigungssignal des am Betätigungsmittel (12) angelenkten
Sensors zur Erkennung einer Schaltabsicht von der Steuereinheit (7)
verwendet wird.
58. Verfahren insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 54 bis
57, dadurch gekennzeichnet, daß das Positions- oder Bewegungssignal
oder ein verarbeitetes Signal des Betätigungsmittelsensors (15) im
Vergleich zu einem Referenzsignal von der Steuereinheit (7) zur Identifi
kation einer Schaltabsicht verwendet wird.
59. Verfahren insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 54 bis
58, dadurch gekennzeichnet, daß das Positions- oder Bewegungssignal
des Sensors am Betätigungsmittel (12) oder ein verarbeitetes Signal zur
Gangerkennung verwendet wird.
60. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 54 bis 59, dadurch
gekennzeichnet, daß das Positions- oder Bewegungssignal des Sensors
am Betätigungsmittel (12) oder ein verarbeitetes Signal bei Ausfall oder
Fehler des Stellmittelsensors (15) zur Gangerkennung verwendet wird.
61. Verfahren insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 54 bis
60, dadurch gekennzeichnet, daß das Positions- oder das Geschwindig
keits- oder das Beschleunigungssignal des zumindest einen mit dem
Stellmittel (14) verbundenen Sensors zur Gangerkennung herangezogen
wird.
62. Verfahren insbesondere nach zumindest einem der Ansprüche 54 bis
61, dadurch gekennzeichnet, daß das Positions-, das Geschwindigkeits-
oder das Beschleunigungssignal des zumindest einen mit dem Stellmittel
(14) verbundenen Sensors zur Gangerkennung mittels Verwendung von
Schwellenwerten des Schaltweges herangezogen wird.
63. Verfahren nach einem der Ansprüche 54 bis 62, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Positions-, das Geschwindigkeits- oder das Be
schleunigungssignal des zumindest einen mit dem Stellmittel (4) ver
bundenen Sensors (16) zur Gangerkennung durch Erkennung und Adap
tion von Schwellenwerten des Schaltweges herangezogen wird.
64. Verfahren nach einem der Ansprüche 54 bis 63, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Positions-, das Geschwindigkeits- oder das Be
schleunigungssignal des zumindest einen mit dem Stellmittel (14)
verbundenen Sensors (16) zur Schaltabsichtserkennung durch Erkennung
von Schwellenwerten des Schaltweges herangezogen wird.
65. Verfahren nach einem der Ansprüche 54 bis 64, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Positions-, das Geschwindigkeits- oder das Be
schleunigungssignal des zumindest einen mit dem Stellmittel (14)
verbundenen Sensors (16) zur Schaltabsichtserkennung durch Erkennung
und Adaption von Schwellenwerten des Schaltweges herangezogen
wird.
66. Verfahren nach einem der Ansprüche 54 bis 65, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Positions-, das Geschwindigkeits- oder das Be
schleunigungssignal des zumindest einen mit dem Stellmittel (14)
verbundenen Sensors (16) zur Gangerkennung durch Erkennung und
Adaption der Schwellenwerte herangezogen wird und die Schwellen
werte von einem Gang zu einem anderen Gang variieren.
67. Verfahren nach einem der Ansprüche 54 bis 66, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Positions-, das Geschwindigkeits- oder das Be
schleunigungssignal des zumindest einen mit dem Stellmittel (14)
verbundenen Sensors (16) zur Detektion von spezifischen physikalischen
Positionen von Getriebeteilen der einzelnen Gänge herangezogen wird.
68. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das Positions-, das Geschwindigkeits- oder das
Beschleunigungssignal des zumindest einen am Betätigungsmittel (12)
angelenkten Sensor zur Detektion von spezifischen physikalischen Posi
tionen von Getriebeteilen der einzelnen Gänge verwendet wird.
69. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 54 bis 68, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ermittlung von spezifischen physikalischen Po
sitionen von Getriebeteilen, bestimmt aus dem Positions-, Geschwindig
keits- oder Beschleunigungssignal des zumindest einen Sensors am Stell
mittel (14) oder am Betätigungsmittel (12) zur Gangerkennung verwendet
wird.
70. Verfahren nach einem der Ansprüche 67 bis 69, dadurch gekenn
zeichnet, daß die spezifischen physikalischen Positionen von Getriebetei
len eine der Positionen, wie die Synchronisierposition, die Position bei
Eingreifen der Schaltverzahnung, die Gang-Ruheposition, Überwin
dungspositionen der Rastierung oder die Position des Neutralbereiches
ist.
71. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 43 bis 63, dadurch
gekennzeichnet, daß das Positions-, Geschwindigkeits- oder Beschleuni
gungssignal des zumindest einen am Betätigungs- (12) oder Stellmittel (14)
angelenkten Sensors zur Bestimmung der Getriebeübersetzung oder des
Neutralbereiches verwendet wird.
72. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Defekt oder Fehler eines
Sensors, wie Sensor am Betätigungsmittel (12) oder Sensor am Stell
mittel (14), die Steuer- oder Rechnereinheit (7) in eine Steuerungsphase
schaltet, in welcher die Gangerkennung und die Schaltabsichtserken
nung mittels der nicht beeinträchtigten Sensoren, im Rahmen eines
Notlaufes durchgeführt wird.
73. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (7) das übertragbare Drehmoment
steuert oder regelt.
74. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß das zumindest eine Signal zur Ansteuerung des
Drehmomentübertragungssystems (4) eines der folgenden Signale ist:
Raddrehzahl von zumindest einem Rad, Motormoment, Motordrehzahl,
Drosselklappenstellung, Gaspedalstellung, Fahrzeuggeschwindigkeit,
Öltemperatur, Motorschleppmoment, Einrückzustand der Kupplung,
Temperatur im Kupplungsraum, Außentemperatur, Klimakompressormo
ment, Nebenaggregatemoment, Zeitdauer des abgestellten Motors,
Gangstellung, Schaltabsichtssignal, Betriebs-, Brems- und Handbrems
signal, Tempomatsignal, Leerlaufsignal, Türsensor, Anlasserfreigabesig
nal.
75. Vorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem Getriebe und einem
Betätigungsmittel zur Wahl der Getriebeübersetzung und einem im
Drehmomentfluß angeordneten automatisierten Drehmomentüber
tragungssystem (4), welches mittels einer Steuereinheit (7) und einem
Stellglied, wie Aktor, angesteuert wird, wobei das Betätigungsmittel (12)
bewegbar oder schwenkbar gelagert ist und mit zumindest einem Ver
bindungsmittel mit einem getriebeseitigen Stellmittel (14) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein mit dem Betätigungsmittel
(12) oder der Lagerung des Betätigungsmittels in Wirkverbindung
stehender Sensor eine von der Betätigungskraft auf das Betätigungs
mittel abhängige Reaktionskraft detektiert und die Steuereinheit (7) in
Abhängigkeit des Sensorsignales ein Schaltabsichtssignal erzeugt.
76. Vorrichtung nach Anspruch 75, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels
eines Sensors detektierte Reaktionskraft auf die Betätigungskraft im
Bereich der Hebellagerung des Betätigungsmittels (12) oder im Bereich
der Verbindung zwischen Betätigungsmittel (12) und Verbindungsmittel
detektiert wird.
77. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75 oder 76, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sensor im Bereich der Hebellagerung, wie Schwenk
lagerung, angeordnet ist und die Kraft zwischen Betätigungsmittel (12)
und Lagerung detektiert.
78. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor im direkten oder im indirekten Kraftfluß
zwischen Betätigungsmittel (12) und Verbindungsmittel, im Bereich der
Anlenkung des Verbindungsmittels, angeordnet ist.
79. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 75 bis 78, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Sensor ein Druck- oder Kraftsensor oder ein Wegsen
sor ist.
80. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor ein kapazitiver, ein induktiver, ein
resistiver Sensor, ein Hall-Effekt oder Magnetowiderstandssensor, ein Piezo-
oder ein Dehnungsmeßsensor ist.
81. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor ein analoger oder digitaler Sensor ist.
82. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor eine Druckmeßstelle in einer elastischen
Umgebung ist.
83. Vorrichtung nach einem der Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Sensor ein Kraftsensor innerhalb eines Kunststoffelements, wie Elastomer-
oder Gummielementes, ist.
84. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor zwischen Schalthebelgehäuse und
Lagerschale angeordnet ist.
85. Vorrichtung zur selbsttätigen Betätigung einer zwischen einem Antriebs
motor und einem Stufenschaltgetriebe eines Kraftfahrzeuges angeord
nete Kupplung mit einem manuell betätigbaren Schalthebel, der
innerhalb eine Schaltkulisse in zwei etwa senkrecht zueinander stehende
Richtungen bewegbar ist, einem mit dem Schalthebel verbundenen und
vom Schalthebel betätigten Stellglied des Stufenschaltgetriebes,
welches Stellglied in zwei Dimensionen bewegbar ist und die Schalt
stufe des Stufenschaltgetriebes festlegt, Sensoren zum Erfassen der
Betätigung des Schalthebels und/oder des Stellgliedes sowie von
Fahrzeugbetriebsparametern, eine zentrale Steuereinheit zum Auswerten
der von den Sensoren erzeugten Signale und zum Ansteuern eines
Aktors für die Kupplung, gekennzeichnet durch eine dem Schalthebel
zugeordnete Sensoreinrichtung, die die Bewegung des Schalthebels
längs wenigstens einer der beiden möglichen, etwa senkrecht aufein
ander stehenden Richtungen erfaßt, und eine dem Stellglied zugeordnete
Sensoreinrichtung, die die Bewegung des Stellgliedes in deren zwei
Dimensionen erfaßt.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4446517 | 1994-12-24 | ||
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